Dans les systèmes compressifs, l'idée que les processus de déformation ne peuvent plus être considérés séparément des processus de surface émerge depuis une dizaine d'années. Toutefois, peu d'études ont été réalisées concernant l'effet de la sédimentation sur les structures compressives kilométriques à pluri-kilométriques. Nous avons donc tenté de comprendre comment la sédimentation agit sur la déformation à cette échelle, et comment l'enregistrement sédimentaire est influencé en retour. Des structures chevauchantes bordières de plusieurs bassins sédimentaires tertiaires de la péninsule ibérique ont tout d'abord été étudiées sur le terrain. Lorsque la sédimentation à leur mur est forte, elles présentent systématiquement plusieurs segments imbriqués en séquence arrière avec un pendage croissant. En retour, la paléogéographie et le drainage du bassin sont localement réorganisés. L'effet de la sédimentation a ensuite été testé sur des modèles analogues fragile-ductile soumis à une compression. Dans les expériences, le nombre et le pendage des failles chevauchantes augmentent avec la vitesse des dépôts syn-cinématiques à leur front. A taux de sédimentation faible ou nul, les chevauchements sont permanents et relativement plats (moins de 40°). A taux de sédimentation plus élevé, des séries de rampes chevauchantes de plus en plus redressées (jusqu'à 65°) se développent en séquence arrière. La géométrie et l'évolution des expériences dépendent donc des variations spatiales et temporelles du taux de sédimentation syn-cinématique. Elles dépendent également de la rhéologie initiale des modèles et de celle des dépôts syn-cinématiques. Pour finir, nous avons comparé des données sismiques (des Apennins et du Delta du Niger) aux données de terrain et aux résultats expérimentaux. Cette confrontation a permis de valider les lois de comportements proposées pour les structures de croissance compressives à partir des différentes approches.

Notre capacité à anticiper les futurs forts séismes dépend de notre connaissance des événements passés. Or cette connaissance est limitée, faute de méthodes simples pour les identifier et de données pour les décrire. Notre objectif a ainsi été double : 1) Améliorer une méthode d'identification des séismes passés, -celle basée sur la datation des phases d'exhumation sismique de plans calcaires de failles normales par la mesure de leur contenu en 36Cl in-situ cosmogénique ; 2) Utiliser cette méthode pour acquérir de nombreuses données documentant les derniers grands séismes sur des failles cibles. Nous avons ainsi développé un nouveau protocole de modélisation des concentrations en 36Cl. L'originalité du protocole est de prendre en compte tous les facteurs intervenant dans la production du 36Cl et d'intégrer leurs incertitudes. Nous améliorons ainsi significativement la méthode 36Cl et quantifions les incertitudes qu'elle entraîne sur les nombres, âges et déplacements des séismes identifiés. Nous avons aussi collecté ~1000 échantillons à la surface de 11 plans de faille normale exhumés sismiquement (15 sites), dans la région Lazio-Abruzzo (Italie) site des séismes de l'Aquila (04-2009, Mw 6.3, ~300 victimes) et d'Avezzano (1915, Mw 7, ~30 000 victimes). La modélisation de 500 mesures 36Cl effectuées documente le fonctionnement sismique passé (14 ka) de 4 failles majeures, et suggère que celles-ci ont principalement rompu lors de phases paroxysmales (3-4 forts séismes en 2-4 ka), séparées par des phases quiescentes. Les courbes d'occurrence des séismes suggèrent que la région du Fucino présente un risque sismique élevé.

Au Sud-Est du massif de l'Argentera-Mercantour qui est le plus méridional des massifs externes des Alpes, se développe un pays de flysch de forme triangulaire. Il sépare le domaine des enveloppes sédimentaires du massif de l'Argentera-Mercantour de celui des massifs ligures. L'étude abordée ici intéresse essentiellement ce pays de flysch. Elle veut en dégager d' une part sa constitution, d'autre part les relations de ses différents termes constitutifs avec le domaine du massif de l'Argentera-Mercantour et de ses enveloppes sédimentaires et avec le domaine des massifs ligures. La région étudiée ne correspond en réalité, ni à une distinction morphologique, ni à une distinction géographique définie. Il s'agit de la partie orientale des Alpes Maritimes françaises correspondant au bassin de la Roya et de la Bevera, et de la partie occidentale des Alpes Maritimes ligures, limitée au Nord et à l'Est par une ligne qui joint Limone Piemonte à Albenga. Le présent travail comporte deux volumes. Un premier volume est consacré aux introductions géographique et bibliographique et à l'étude stratigraphique raisonnée des séries des différentes unités tectoniques (2ème partie)., Dans cette deuxième partie sont envisagées d'abord la stratigraphie du domaine externe. Un second volume comprend trois parties : Une partie est consacrée à la Paléogéographie d'ensemble. On a ainsi envisagé d'une part (chapitre 1) l'évolution paléogéographique de l'ensemble Autochtone-Parautochtone-Subbriançonnais - Briançonnais, d'autre part la paléogéographie de la formation du Flysch à Helminthoides dans le contexte paléogéographique alpino -a penninique ). L'autre partie intéresse ,la tectonique. Le ohapitre l comporte l'étude des dislocations de l'Autochtone; le chapitre II est consacré à celles affectant le Parautochtone; l'étude tectonique de la zone des Klippes est faite au chapitre III; le chapitre IV traite de la tectonique de la nappe du Flysch à Helmintholdes (tectonique intime et tectonique de nappe); le chapitre V envisage la tectonique d'ensemble du domaine étudié et sa position structurale dans l'ensemble des Alpes occidentales. La dernière partie (Vème partie) clôturant le travail correspond aux conclusions générales. On y envisage en fonction des problèmes posés par l'origine interne vraisemblable de la nappe du Flysch à Helminthoides, la question de la liaison Alpes-Apennins.

La mesure et la modélisation des concentrations en $^{36}$Cl accumulé au sein d'un plan de faille normal permet d'estimer l'âge et le glissement des forts séismes passés ayant successivement exhumé ce plan de faille. Si cette méthode présente l'avantage de fournir des enregistrements paléo-sismologiques continus sur des périodes de temps relativement longues (10 000 à 20 000 ans), la modélisation de données repose jusqu’à présent sur un modèle direct qui permet difficilement d'attester de l'unicité du scenario proposé, et d'estimer précisément les incertitudes associées, et ne tient pas compte de l'histoire long-terme du plan de faille, avant son exhumation post-glaciaire (héritage). Nous avons développé dans un premier temps un nouveau modèle qui inclut l’histoire d'héritage, et mis en place une procédure d'inversion des données permettant de 1) déterminer l'ensemble des paramètres de l'histoire sismique d'exhumation, 2) d’attester de l'unicité du scénario proposé, et 3) de contraindre précisément ses incertitudes. Nous appliquons notre méthode d’inversion à 11 failles des Apennins Centraux et montrons une grande variabilité dans leur activité sismique au cours des derniers 10 000 à 45 000 ans, avec des accélérations représentant 2 à 20 fois la vitesse long-terme de la faille. Nos résultats suggèrent en particulier que l'activité sismique des failles des Apennins Centraux pourrait être contrôlée par les propriétés intrinsèques des failles (vitesse long-terme, longueur, segmentation, état de maturité structurale), ainsi que par des processus d'interactions visco-élastiques agissant entre les failles. / The use of $^{36}$Cl cosmogenic nuclide as a paleo-seismological tool to determine the seismic history of normal faults provide continuous records over the past 10 000 to 20 000 yrs. The modeling of the $^{36}$Cl concentrations measured at the surface of an exhumed fault-plane allows determining the age and the displacement of the past seismic events that successively exhumed the fault-plane. The available modeling approach is however unable to attest for the unicity of the inferred scenario, which makes the estimate of the associated uncertainties difficult. An other limitation concerns the long-term history of the fault-plane prior its post-glacial exhumation (inheritance), that is not fully accounted for in this model (Schlagenhauf et al., 2010). We have developed a reappraisal of this model that accounts for the inheritance history, and includes a procedure of data inversion to 1) determine all parameters of the exhumation history at once, 2) attest for the unicity of the proposed scenario, and 3) precisely determine the associated uncertainties. Applying our new modeling to 11 normal faults previously studied in Central Apennines, we observe a large variability of their seismic activity over the last 10 000 - 45 000 yrs, with slip-rate acceleration reaching 2-20 times their long-term slip-rate. In particular, our results suggest that the seismic activity of normal faults in Central Apennines could be controlled by intrinsic properties of the faults (such as their long-term slip-rate, fault-length, segmentation, state of structural maturity), and by visco-elastic stress transfers between faults.