Les données de VSP multi-source/multi-offset acquises en 2007 sur le site géothermique de Soultz-sous-Forêts sont traitées et analysées. Des géophones placés dans les puits GPK3 et GPK4 entre 3 et 5 km de profondeur ont enregistré les ondes sismiques émises par deux vibrateurs placés en 24 positions de tir réparties dans un rayon de 5 km autour des puits. Après corrélation des enregistrements avec la source associée à chaque vibrateur, les différentes composantes du champ d'onde sont séparées par filtrage en vitesse apparente. La comparaison des résultats obtenus par filtrage médian ou dans le domaine FK montre des signaux similaires. Un modèle de vitesse est établi pour pouvoir calculer les temps d'arrivée. Il comporte deux couches sédimentaires sur le socle granitique et des interfaces planes pentées. Le champ d'onde descendant de forte vitesse apparente est interprété comme des réflexions sur des structures subverticales autour des puits. Leur pendage, azimut et extension latérale sont déterminés en ajustant les temps de trajet observés et calculés par tracé de rayons 3D. Les structures à pendage vers l'ouest connues par les observations en forage et la microsismicité sont retrouvées. Une structure antithétique nouvelle est déterminée. Nos résultats permettent de compléter le modèle structural de la fracturation dans le réservoir géothermique. / The vertical seismic profiles (VSP) acquired in 2007 with multi-component geophones placed at depths between 3 and 5 km in two wells at the Soultz-sous-Forêts geothermal site are processed and analyzed. The multi-offset, multi-azimuth VSP were acquired with two simultaneously vibrating sources located in 24 distinct shot positions. After correlation of the raw records with the proper sweep sequence, the different components of the wavefield are separated according to their apparent velocities. The results obtained by median or FK filtering are similar. A velocity model is created in order to compute traveltimes. Two layers in the sediments above the granitic basement are separated by plane dipping interfaces. The downgoing waves having a fast apparent velocity are interpreted as reflections on steeply dipping reflectors. The dip, the azimuth and the lateral extent of these structures away from the well are determined by fitting the observed traveltimes with those computed by 3D ray tracing. The west dipping structures already known from borehole logging and the trends of microseismicity are constrained. A new antithetic structure is determined. Our results improve the structural model of fracturation in the geothermal reservoir.

Cette thèse porte sur l’étude de la déformation de surface (petite et grande déformation) pouvant être détectée en utilisant la méthode de l’interférométrie "InSAR " pour le traitement des images SAR (Synthetic Aperture Radar, bande C : λÉ = 5.6 cm) et signal associé à synthèse d'ouverture. Les nouveaux développements des techniques de traitement InSAR permettent le suivi de la déformation en surface avec une précision de l'ordre millimétrique. Les traitements dites conventionnels de l'InSAR utilisent une paire d'images SAR ("Maitre" et "Esclave") afin de mesurer la différence de phase entre les deux prises de la même scène d'image à des moments différents. Les incertitudes dans les mesures obtenus à partir du traitement conventionnel de l'InSAR sont nombreuses : la décorrelation dans le signal en raison du délai du à l'atmosphère, la contribution topographique et les positions orbitales sont les handicaps majeurs de cette technique. En 2001, Ferretti et al. ont introduit une nouvelle méthode appelée Permanent Scatterer (PS-InSAR) également connue sous le nom de Persistent Scatterer. Pour cette méthode, nous utilisons une série d'images, dont une dite esclave pour construire des interférogrammes avec la même image dite « Maître ». Cette méthode permet d'améliorer le signal de visé (LOS) en terme de correlation pour chaque pixel (PS) en utilisant les meilleurs réflecteurs donnant une corrélation maximale (à partir de l'amplitude et/ou la phase) dans le temps et dans l'espace. Un grand nombre d'algorithmes a été élaboré à cet effet en utilisant le même principe (des variantes) décrit auparavant. En 2002, Berardino et al. publient un nouveau algorithme développé pour le suivi de la déformation en surface en se basant sur les interférogrammes produits à partir des couples d’image SAR ayant une petite séparation spatial (SBAS) de la ligne de base.Dans cette thèse, les techniques InSAR sont appliquées pour différents cas d’étude allant de la petite déformation en surface telle que: 1) Un affaissement dans une zone de puits de pétrole, 2) des glissements de terrain dans une zone urbaine, et 3) la déformation lente à travers les zones de failles des zones sismiques. Afin d'étudier la petite déformation j'opte pour l’utilisation des deux algorithmes (PS et SBAS) dit de traitement multi-temporelle de l’InSAR incorporés dans le logiciel StaMPS (Hooper, 2008). Ainsi, j’ai pu calculer la méthode de combinaison ou hybride entre PS et SBAS et ce, pour toutes les études de cas présentées dans cette thèse. Par ailleurs, certains logiciels en libre accès sont utilisés tout au long de cette thèse tel que, Roi-pac (Rosen et al., 2004) pour aligner les images SAR ainsi que Doris (Kampes et al., 2003) pour calculer interférogrammes à partir de images SAR.[...] / This thesis aims at the study of small to large surface deformation that can be detected using the remote sensing interferometric synthetic aperture radar (InSAR) methods. The new developments of InSAR processing techniques allow the monitoring of surface deformation with millimeter surface change accuracy. Conventional InSAR use a pair of SAR images (“Master” and “Slave” images) in order to measure the phase difference between the two images taken at different times. The uncertainties in measurements using the conventional InSAR due to the atmospheric delay, the topographic changes and the orbital artifacts are the handicaps of this method. The idea of InSAR method is to measure the phase difference between tow SAR acquisitions. These measure refere to the ground movment according to the satellite position. In interferogram the red to blue colors refere to the pixel movement to or far from the satellite position in Line-Of-Sight (LOS) direction. In 2000’s, Radar spacecraft have seen a large number of launching mission, SAR quisitions and InSAR applicability have seen explosion in differents geophysical studies due to the important SAR datas and facility of data accessibity. This SAR-mining needs other type and generation of InSAR processing.In 2001, Ferretti and others introduce a new method called Permanent Scatterer InSAR (PS) that is based on the use of more than one Slave image in InSAR processing with the same Master image. This method allows enhancing the LOS signal for each pixel (PS) by using the best time and/or space-correlated signal (from amplitude and/or from phase) for each pixel over the acquisitions. A large number of algorithms were developed for this purpose using thesame principle (variantes). In 2002, Berardino et al developed new algorithm for monitoring surface deformation based on the combination of stack of InSAR results from SAR couples respecting small baseline (SB) distance. Nowadays, these two methods represent the existing time series (TS) analysis of SAR images approaches. In addition, StaMPS software introduced by Hooper and others, in 2008 is able to combine these two methods in order to take advantages from both of this TS approaches in term of best signal correlation and reducing the signal noise errors. In this thesis, the time series studies of surface changes associate to differents geophysical phenomena will have two interest: the first is to highlight the PS and SBAS results and discuss the fiability of obtained InSAR signal with comparation with the previous studies of the same geophysical case or observations in the field and in the second time, the combined method will also validate the results obtained separately with differents TS techniques. The validation of obtained signal is assured by these two steeps: Both of PS and SBAS methods should give relatively the same interferograms and LOSdisplacement signal (in term of sign and values), in addition these results will be compared with the previous studies results or with observations on the field.In this thesis, the InSAR techniques are applied to different case-studies of small surface deformation [...]

Le géoradar est une méthode électromagnétique haute fréquence (>10 MHz) utilisé pour caractériser les premiers mètres du sous-sol. Lors de la présence d'une topographie, les données géoradar sont déformées en conséquence. Afin de retrouver la vraie géométrie des réflecteurs, nous avons codés un algorithme de migration prenant en compte la topographie. La méthode est démontrée grâce à un modèle synthétique simple, puis testée avec succès sur des données réelles. Les algorithmes de migration apportent cependant du bruit dans les données. Pour pallier à ce problème, deux méthodes ont été mises en place : la première, inhérente à la migration, permet de réduire l'aliasing dit sur l'opérateur. La deuxième est un filtre ré-interpolant les traces en se basant sur un profil de pendage. Les deux méthodes suppriment un bruit incohérent des données mais dégradent les profils lorsqu'utilisées abusivement. Dans un deuxième chapitre, nous avons appliqués avec succès le géoradar dans un contexte de paléo-sismologie en Mongolie. L'utilisation conjointe de deux fréquences (50 et 500 MHz) ainsi que des comparaisons avec des tranchées a permis d'obtenir des informations complémentaires sur les géométries et les déplacements potentiels le long de deux failles. Dans un dernier chapitre, nous avons appliqués les mesures géoradar sur les dépôts pyroclastiques du volcan Tungurahua en Equateur. A nouveau, l'utilisation jointe de différentes fréquences (250, 500 et 800 MHz) nous permet d'imager efficacement les dépôts. Les unités principales sont mises en évidence avec l'antenne de 250 MHz et les architectures des dépôts sont observables avec les antennes de 500 et 800 MHz. / Georadar is a high frequency (>10MHz) electromagnetic method used to prospect near surface. When a topography is present, GPR images are distorted. To restore the true geometry of reflexions, we coded an migration algorithm which takes the topography into account. The method is first demonstrate on a simple synthetic model, and then succesfully applied on real data. However, migration algorithms bring noise to the data. Two methods have then been tested to avoid and remove it. The first one is inherent to the migration algorithm and reduce what is called operator's aliasing. The second one is a filter re-interpolating traces based on a profile containing the slope. Both methods remove inconsistent noise when used with caution, but decrease their quality when used with excess: reflexions presenting dip are the first to be deteriorated, as well as reflexions below strong topography. In a second chapter, we successfully used GPR in a paleo-sismology context in Mongolia. The use of two frequencies (50 and 500 MHz) as well as comparison with trenches bring complementaries informations on the geometry and possible offset along two faults. In the last chapter, GPR was tested over pyroclastic deposits from the Tungurahua volcano in Ecuador. Again, the combination of several frequencies (250, 500 and 800 MHz) has proven its efficiency. Main units were obvious with the 250 MHz antenna while the inner architecture of deposits was visible with the 500 and 800 MHz antenna.

Geometries of sills intruded into the lava pile of the Faroe Island Basalt Group (FIBG), which were targeted in this study, were mostly recorded by conventional mapping methods where measured distances and positions were plotted onto accurate topographic maps aided by the use of high-quality photos of relevant outcrops. These data were subsequently used to manually plot 2D profiles along selected tracks and to produce electronic 3D maps using ArcGIS software. The general geometries of the investigated sills, measured at lateral scales ranging from a few metres to a few kilometres and at vertical scales ranging from a few metres to a few hundred metres, differ somewhat from typical sill geometries reported previously for sills intruded into sedimentary successions. The ubiquitous saucer-shapes of the sills from this study, which generally curve upwards in a gradual manner from inner sub-horizontal sections to steeper outer margins, contrast with the common angular transitions from inner sub-horizontal to outer steeper sections of sills reported from sedimentary host-rocks. In this thesis we explore possible alternatives to already existing theories on sill emplacement in sedimentary successions. Major and trace element compositions for samples representing most of the sills exposed in the Faroe Islands have been determined by means of XRF and ICP-MS analyses. Geochemically most of these sills can be grouped into two main categories characterised either by high or by low TiO2 contents. Different sorts/types of metasomatism of source rocks to high-TiO2 versus low-TiO2 sills are indicated by different Nb and Ta anomalies. Modelling by means of REE and other trace elements suggest that much of the compositional differences between these two main categories can be explained by various degrees of partial melting of broadly similar mantle sources. Additional fractionation and accumulation of plagioclase modified some of the melts that gave rise to the actual sills. The initial partial melting event probably occurred at depths slightly shallower than the lower limit of the garnet stability field at ~85 km while plagioclase crystallisation/accumulation most likely occurred at depths shallower than ~18 km. Isotopic compositions may point to very slight contamination of some sills with crustal material.

La jonction triple des Afars relie la mer Rouge, le golfe d'Aden et le rift éthiopien. Il est possible d'y étudier les différents stades d'extension depuis le rifting actif jusqu'aux marges continentales passives. Si l'extension et l'activité magmatique sont généralement considérées comme étant restreintes aux segments actifs des rifts ou aux dorsales océaniques, il existe pourtant une activité magmatique sur les flancs des marges continentales passives de l'Afar, du sud de la mer Rouge et du golfe d'Aden. La tomographie de bruit et la tomographie télésismique sont des méthodes complémentaires qui permettent d'imager la croûte ou le manteau supérieur et de mettre en évidence des systèmes magmatiques. Nos études de tomographie ont mis en évidence la présence de systèmes magmatiques complexes sous les flancs du rift Afar, en lien avec des sources hydrothermales en surface. La mise en place de matériel magmatique dense sous forme d'intrusions ou sous-plaqué au niveau de la croûte inférieure de l'Afar accommode l'extension en dehors des segments magmatiques actifs. De plus, les flancs de la marge de la mer Rouge au Yémen sont affectés par un magmatisme provoqué par des remontées localisées de matériel mantellique depuis une large zone de manteau anormalement chaud. Nous suggérons également, sous les épaules des marges passives de l'est du golfe d'Aden, la présence de systèmes magmatiques avec ou sans expression volcanique à la surface. Ces systèmes pourraient être alimentés par des cellules de convection petite échelle se mettant en place à la faveur de variations d'épaisseur de la lithosphère, en bordure de marge et à proximité des grandes zones de fracture du golfe d'Aden. / The Afar triple junction is a unique region that links the Red Sea, the Gulf of Aden and the Ethiopian rift, and where it is possible to study the different stages of continental breakup, from early rifting to seafloor spreading and development of continental passive margins. Extension and magmatic activity are generally thought to be restricted to the active volcanic segments of the rift or to oceanic ridges. However, magmatic activity is also present on the continental margins flanks of the Afar rift, southern Red Sea and Gulf of Aden. The ambient noise tomography and teleseismic body-wave tomography are complementary methods that allow imaging the crust and upper mantle, and help to reveal magmatic systems. Our tomographic studies of the Afar region provide evidence for the presence of complex magmatic systems under the Afar rift flanks, currently modifying the crust and linked with hydrothermal systems near the surface. The emplacement of intruded or under-plated dense magmatic material in the Afar lower crust accommodates the extension outside of the active magmatic segments. In addition, the Red Sea margin flanks in Yemen are affected by magmatism caused by localized small-scale upwellings of mantle material, from a broad abnormally hot mantle zone located beneath Afar and southwestern Yemen. We also suggest the presence of magmatic systems with or without a volcanic expression at the surface, beneath the passive margins shoulders of the eastern Gulf of Aden. We propose that these systems could be fed by small-scale convection caused by lithosphere thickness variations at the edge of the Arabian plate and near the Gulf of Aden main fracture zones.

Le Tianshan est une orogène intracontinentale de près de 2000 km de long. Cette chaîne accommode jusqu'à 40% de la convergence entre l'Inde et l'Eurasie, jouant ainsi un rôle fondamental dans l'évolution de la déformation en Asie. De plus, malgré cette déformation intense et ses hauts reliefs, sa topographie reste irrégulière avec de nombreux bassins intrachaîne préservés. Elle représente ainsi un cas remarquable pour l'étude des processus orogéniques dynamiques hors équilibre et constitue une zone clé pour l'étude de la déformation en Asie. Depuis le début du Pléistocène, une aridité prononcée a permis une préservation de nombreux marqueurs morphologiques. Ces marqueurs ont localement subi des déformations d'origine tectonique. Ainsi, la datation par isotopes cosmogéniques de ces marqueurs et la quantification du raccourcissement à l'origine de leur déformation, a permis de connaître précisément les vitesses de raccourcissements quaternaires de nombreuses structures actives au travers l'ensemble du Tianshan oriental. À cela s'ajoutent ponctuellement des études des vitesses de raccourcissement depuis le Néogène, basées sur la modélisation géométrique de strates syntectoniques. Ces mesures nous ont permis de mieux contraindre les taux de déformation sur les piémonts Nord et Sud de la chaîne mais également dans le bassin intrachaîne de Bayanbuluk. Sur la base de ces observations, je propose que les vitesses observées actuellement par les mesures GPS ne soient acquises par la chaîne que depuis ~150 à 200 ka. Nous démontrons aussi qu'au minimum 15% du raccourcissement est accommodé dans les parties internes de la chaîne. Je soutiens ainsi l'hypothèse que cette chaîne reste dans un stade de croissance immature et hors-équilibre / The Tianshan range is a 2000-km-long tectonically active mountain range. The Tianshan plays a major role in the India-Asia collision since it presently accommodates up to 40% of the total convergence between those two continents. Despite this intense deformation, the topography of the range shows series of high elevated range separated by flat intermountain basins. This range is therefore a remarkable case of example to study orogenesis processes and remains a key area to better understand how the deformation related to the India collision has been distributed through the Asian continent. Enhanced aridity since Pleistocene has moreover remarkably preserved alluvial terraces and fans which may have recorded the deformation enabling the quantification of the tectonic rates during the Quaternary period. Therefore, using Terrestrial Cosmogenic Nuclide we have dated several alluvial surfaces and analyzed their deformation using D.E.M. or high resolution DGPS measurements. Hence, in the eastern Tianshan we quantify the quaternary shortening rates across several structures located in the Northern and Southern foreland piedmonts but also within the range in the intermountain Bayanbuluk basin. Moreover, when possible we have also derived the Neogene shortening rates from geometric modeling of syntectonic strata. Our results highlight the recent acceleration of the eastern Tianshan since ~150-200 ka. We also show that a significant proportion (>15%) of the whole deformation is accommodated within the range while the remaining part is distributed between the different thin skin tectonic structure in the piedmonts. This result supports the hypothesis that the range is out of equilibrium and an in-building stage of deformation

Dans cette thèse, les changements de propriétés mécaniques des argiles riches en matière organique sont étudiés afin d'en déduire si leur enfouissement peut déclencher l'écaillage tectonique. Ce travail multidisciplinaire s'organise selon trois axes : une étude de terrain, une étude en laboratoire et une étude de modélisation numérique. L'étude de coupes géologiques équilibrées à travers les chaînes plissées Méditérranéennes montre l'importance de l'interprétation mécanique pour les thématiques de restaurations et pour valider les scénarios d'évolution structurale. Sur les Posidonia Schist Albanais, une caractérisation en laboratoire et à haute résolution de la formation roche-mère permet d'observer l'évolution verticale des paramètres minéralogiques, géochimiques et mécaniques qui contrôle le comportement rhéologique des roches-mères. En utilisant les modèles de bassin TEMISFlow, j'analyse les conditions pour créer des surpressions au sein d'un niveau de décollement roche-mère localisé sous un chevauchement. Au travers de modélisations géo-mécaniques FLAMAR, j'étudie les conditions mécaniques nécessaires pour développer des géométries de plis idéales au sein d'une stratigraphie mécanique. Une hiérarchisation des paramètres qui permettent d'activer un décollement au sein d'une roche-mère intégrée dans une stratigraphie mécanique est proposée. Au travers d'une analyse couplant ces deux aspects géo-mécanique et hydro-mécanique, ce travail est une contribution à la recherche d'une loi de comportement rhéologique permettant de prendre en compte l'adoucissement mécanique thermo-dépendant des argiles et des roches-mères dans les modélisations géo-mécaniques. / In this thesis, changes in the mechanical properties of organic-rich shales, when they mature, are studied in order to deduce if burial may mechanically activate tectonic imbrication and control the folding style. This multidisciplinary work is organized according to three axes: a field study, a laboratory study and a thermo-mechanical modeling study. In the first part, the study balanced geological cross-sections through the Mediterranean fold-and-thrust belts shows the importance of the mechanical interpretation for structural restorations and to validate structural evolution scenarios. The Albanian Posidonia Schist laboratory characterization allows discussing the vertical evolution of mineralogical, geochemical and mechanical parameters in a source-rock formation that control the rheological behavior of source rocks. Both geological cases serve as input data for modeling designed to simulate the evolution of a source rock during its burial. Two aspects are examined: Using TEMISFlow Arctem basin models, I analyze the conditions necessary to create overpressure in a source-rock detachment located in the footwall of a thrust. Through geo-mechanical modeling, I study the mechanical conditions necessary to develop ideal fold geometries within a mechanical stratigraphy. A hierarchy of parameters to activate a detachment within source rocks embedded in a mechanical stratigraphy is thus proposed. Through an analysis of the coupling between these two aspects, geo-mechanical and hydro-mechanical, this thesis is a contribution to the search of a rheological law that takes into account the thermo-dependent softening of shale and source rocks in geo-mechanical modeling.

A model for stress and strain accumulation in strike slip earthquake faults is presented in which a finite width cuboidal fault region is embedded between two cuboidal tectonic plates. Elasto-plastic continuum constitutive equations model the gouge in the fault and the tectonic plates are linear elastic solids obeying the generalised Hooke's law. The model predicts a velocity field which is comparable to surface deformations. The plastic behaviour of the fault material allows the velocities in the tectonic plate to increase to values which are independent of the distance from the fault. Both of the non-trivial stress and strain components accumulate most significantly in the vicinity of the fault. The release of these strains during a dynamic earthquake event would produce the most severe deformations at the fault which is consistent with observations and the notion of an epicenter. The accumulations in the model, however, are at depths larger than would be expected. Plastic strains build up most significantly at the base of the fault which is in yield for the longest length of time but additionally is subject to larger temperatures which makes the material more ductile. The speed of propagation of the elasto-plastic boundary is calculated and its acceleration towards the surface of the fault may be indicative of a dynamic earthquake type event.

Dans les problèmes de localisation-routage classiques (LRP), il s'agit de combiner des décisions stratégiques liées aux choix des sites à ouvrir (centres de traitement) avec des décisions tactiques et opérationnelles liées à l'affectation des clients aux sites sélectionnés et a la confection des tournées associées. Cette thèse propose de nouveaux modèles de localisation-routage permettant de résoudre des problématiques issues de réseaux logistiques, devenus aujourd'hui de plus en plus complexes vu la nécessité de mutualisation de ressources pour intégrer des contraintes de développement durable et des prix de carburants qui semblent augmenter de manière irrémédiable. Plus précisément, trois aspects ont été intégrés pour généraliser les modèles LRP classiques de la littérature : 1) l'aspect pickup and delivery, 2) l'aspect multi-produits, et 3) la possibilité de visiter un ou plusieurs centres de traitement dans une tournée donnée. Nous avons étudié deux schémas logistiques, qui ont donné lieu à deux nouveaux modèles de localisation et de routage, le MPLRP-PD (LRP with multi-product and pickup and delivery), qui peut être vu comme une extension des problèmes de tournées de véhicules avec collecte et livraison, intégrant une décision tactique liée à la localisation des centres de traitement (noeud avec collecte et livraison) dans un réseau de distribution à un seul échelon, et le 2E-MPLRP-PD (Two-echelon LRP with multi-product and pickup and delivery) qui est une généralisation du LRP à deux échelons avec les contraintes citées plus-haut. Ces deux modèles ont été formalisés par des programmes linéaires en variables mixtes (MIP). Des techniques de résolution, basées sur des méthodes de type heuristique, clustering, métaheuristique, ont été proposées pour résoudre le MPLRP-PD et le 2E-MPLRP-PD. Les jeux d'essais de la littérature ont été généralisés pour tester et valider les algorithmes proposés / In the framework of Location-Routing Problem (LRP), the main idea is to combine strategic decisions related to the choice of processing centers with tactical and operational decisions related to the allocation of customers to selected processing centers and computing the associated routes. This thesis proposes a new location-routing model to solve problems which are coming from logistics networks, that became nowadays increasingly complex due to the need of resources sharing, in order to integrate the constraints of sustainable development and fuels price, which is increasing irreversibly. More precisely, three aspects have been integrated to generalize the classical LRP models already existed in the literature: 1) pickup and delivery aspect, 2) multi-product aspect, and 3) the possibility to use the processing centers as intermediate facilities in routes. We studied two logistics schemes gives us two new location-routing models: (i) MPLRP-PD (Multi-product LRP with pickup and delivery), which can be viewed as an extension of the vehicle routing problem with pick-up and delivery, including a tactical decision related to the location of processing centers (node with pick-up and delivery), and (ii) 2E-MPLRP-PD (Two-echelon multi-product LRP with pickup and delivery), which is a generalization of the two-echelon LRP. Both models were formalized by mixed integer linear programming (MIP). Solving techniques, based on heuristic methods, clustering approach and meta-heuristic techniques have been proposed to solve the MPLRP-PD and the 2E-MPLRP-PD. The benchmarks from the literature were generalized to test and to validate the proposed algorithms

Les mécanismes d’exhumation des roches de haute-pression basse-température (HP-BT) au sein des zones de subduction sont nombreux, complexes et toujours activement débattus. L’étude des zones de subduction fossiles permet alors de mieux comprendre ces mécanismes, montrant notamment que l’exhumation des roches métamorphiques HP-BT est en grande partie accommodée le long de zones de cisaillement ductiles d’échelle crustale. Ce travail de thèse vise à contraindre la géométrie, la cinématique et la durée de l’histoire tectono-métamorphique des roches de HP-BT du complexe de subduction des Schistes Bleus Cycladiques située en Grèce. Un des objectifs est de contraindre, à différentes échelles, le calendrier de la localisation de la déformation au cours de l’exhumation dans le but de mieux comprendre le comportement mécanique des zones de subduction. Trois méthodes principales d’investigation ont été utilisées : i) une étude de terrain permettant de caractériser la géométrie, la cinématique et la distribution de la déformation, montrant notamment une localisation progressive de la déformation vers la base de l’unité des Schistes Bleus Cycladiques au cours de l’exhumation et le long de zones de cisaillement, ii) des outils de pétrologie métamorphique permettant de contraindre l’évolution P-T des roches métamorphiques au sein de la zone de subduction, et iii) des datations ⁴⁰AR/³⁹AR afin de déterminer le calendrier de l’histoire tectono-métamorphique des Schistes Bleus Cycladiques et de la localisation de la déformation au sein de zones de cisaillement d’échelle kilométrique à millimétrique associées à des degrés de rétromorphose variés. Une corrélation nette est clairement observée entre l’intensité de la déformation, le degré de rétromorphose et les âges les plus jeunes. Un des résultats de ce travail est que la préservation à l’affleurement d’éclogites et schistes bleus n’implique pas forcément une exhumation rapide. En effet, nos résultats suggèrent que l’unité des Schistes Bleus Cycladiques a enregistré une histoire d’exhumation longue d’environ 30 Ma. Le taux d’exhumation n’est donc pas le seul paramètre contrôlant le degré de rétromorphose des unités HP-BT, la remontée le long d’un gradient métamorphique froid dans le canal de subduction et la localisation progressive de la déformation ductile au cours de l’exhumation étant également des facteurs majeurs. / Exhumation mechanisms of high-pressure low-temperature (HP-LT) metamorphic rocks in subduction zones are complex and actively discussed. The study of fossilized subduction zones allows a better comprehension of these mechanisms, showing that exhumation of HP-LT rocks is mainly accommodated along crustal-scale ductile shear zones. This study aims at constraining the geometry, the kinematic and the timing of the tectonometamorphic history of the HP-LT Cycladic Blueschist Unit (CBU) cropping out in Greece. A main objective is to constrain the timing of strain localization at different scales during exhumation to better understand the mechanical behaviour of subduction zones. Three principal methods of investigation have been used, including i) a structural fieldwork that allows to characterize the geometry, the kinematic and the distribution of deformations, highlighting progressive strain localization during exhumation toward the base of the CBU and along shear zones, ii) a metamorphic petrology study aiming at determining the P-T evolution of the CBU, and iii) ⁴⁰AR/³⁹AR dating used to constrain the timing of the tectonometamorphic evolution of the CBU and the timing of strain localization within kilometre- to millimetre-scale shear zones showing different degrees of retrogression. We observe an obvious correlation between the intensity of finite deformation, the degree of retrogression and youngest mica ages. A major result of this thesis work is that the preservation of eclogite and blueschist-facies rocks does not necessarily imply fast exhumation rates. Our results instead suggest that the exhumation history of the CBU is relatively long, spanning over ca. 30 Ma. Consequently, it appears that the exhumation rate is not the main parameter controlling the degree of retrogression of HP-LT metamorphic rocks in the CBU compared to progressive strain localization during exhumation along a cold retrograde P-T evolution within the subduction channel.