La série liasique du Seuil Caussenard, située sur la marge Sud-Ouest du Bassin du Sud-Est Français est constituée de dépôts dolomitiques hettangiens épais, suivis de faciès à dominante calcaire, d'âge Hettangien supérieur à Lotharingien. Cette série carbonatée est coiffée par un niveau condensé durci, associé à de l'érosion, qui marque la transition Lias calcaire – Lias marneux (Toarcien). Le levé banc par banc de onze coupes géologiques balayant l'intervalle Sinémurien s.l., a permis de montrer que cette série s'organise en deux ensembles sédimentaires correspondant à deux types de plates-formes carbonatées qui se relaient au cours du temps. <br />Le premier ensemble voit surtout se développer des faciès de faible énergie (de replat de marée, de lagune). Le second ensemble voit la disparition des faciès dolomitiques et la multiplication des faciès ouverts, profonds. L'étude régionale de la répartition latérale de ces faciès a montré des variations rapides et sur de très faibles distances (de la centaine de mètres au kilomètre). De plus, il s'avère impossible de définir une réelle polarité « amont-aval » entre une zone continentale et un domaine marin franc à l'échelle régionale et il est rapidement apparu comme impossible de hiérarchiser les faciès sédimentaires le long d'un profil de dépôts de plate-forme barrée classique. Nous proposons donc un nouveau modèle de dépôts basé sur ces observations. La région de Lodève est envisagée comme une mosaïque de zones hautes, très peu profondes, à caractère inter- à supratidal, entre lesquelles peuvent se développer des zones plus profondes, infralittorales à circalittorales. Le contexte tectonique local, caractérisé par la présence de nombreux réseaux de failles SW-NE et NW-SE, dont certaines ont joué de façon synsédimentaire, contrôle la formation de ces zones hautes et basses, et affecte la sédimentologie et l'épaisseur de la série du Lias calcaire.<br />Cette première phase de l'étude a permis de définir le contexte géodynamique régional, dans lequel se développent les nombreuses discontinuités sédimentaires. En se basant sur différents critères, d'ordre morphologique, biologique ou diagénétique, les discontinuités ont été classées en quatre grandes catégories : surfaces d'émersion (surfaces karstiques, paléosols, coupelles de dessiccation) ; niveaux de condensation de différents types (softgrounds, firmgrounds, différents types de hardgrounds) ; surfaces d'érosions sous-marines ; surfaces composites présentant en association des critères d'érosion, d'émersion et de condensation. L'étude sédimentologique et le découpage en unités génétiques ont permis de proposer des corrélations régionales dans ces dépôts du Lias et d'examiner le « comportement latéral » des différentes discontinuités limitant ces unités (continuité, changement de morphologie ou de nature, maturité, etc...). Il a également été possible de discuter de leur répartition verticale dans la série en fonction du cadre séquentiel et suivant le contexte paléotopographique et tectonique local.<br /><br />Les corrélations réalisées entre la série du Seuil Caussenard, la marge Ardéchoise et la marge de Sologne (Bassin de Paris) ont enfin permis de déterminer l'existence de discontinuités majeures. Le hardground au sommet du Lotharingien marque un évènement tectonique pluri-régional (connu sous le nom de crise Lotharingienne) enregistré dans les Causses, le Quercy ou encore le Bassin de Paris. La transition Hettangien-Sinémurien bien visible dans le Bassin de Paris ne se marque, sur le Seuil Caussenard, que par un « niveau diagnostique », au sein duquel s'observent plusieurs surfaces karstiques.

Les précédentes estimations des températures profondes en France mettent en évidence trois anomalies thermiques positives principales dont une est centrée entre Marseille et Montpellier. Ce travail de thèse présente l'étude du régime thermique du Bassin du Sud-Est à partir d'une réévaluation des températures profondes corrigées des effets thermiques transitoires générés lors des mesures en forage pétrolier. 203 données BHT corrigées et 10 DST (mesures stables) issues de 103 forages ont ainsi été obtenues. Le gradient thermique moyen du Bassin (31,3°C/km) est proche de la moyenne française (32,5°C/km) mais les gradients locaux varient d'environ 20 à 45°C/km. Une analyse géostatistique nous a permis de construire un modèle thermique de représentation 3D de la surface à 6km de profondeur duquel nous avons extrait des coupes et cartes thermiques à différentes profondeurs. De nouvelles anomalies thermiques de plus petite échelle ont ainsi pu être identifiées, certaines étant positives (du côté de Montpellier, Lodève, Gap et La Drôme) et d'autres négatives (dans les Cévennes et la région d'Aix-en-Provence). Une compilation de données géophysiques nous a permis de discuter ces anomalies en termes de géologie locale et de phénomènes à grande échelle (variations de profondeur du Moho, épaisseur des sédiments), mais il semble que des circulations de fluides puissent mieux expliquer la localisation, l'amplitude et les longueurs d'ondes des signaux thermiques qui suivent la direction des failles majeures en surface. Le rôle de la circulation de fluides dans la mise en place et l'évolution des anomalies thermiques au sein des zones de faille est illustré par des modèles numériques en régime stationnaire et transitoire. Ces modèles permettent de reproduire des anomalies de plusieurs dizaines de degrés. Ce phénomène est amplifié lorsqu'une anisotropie de perméabilité est prise en compte. De plus, la dépendance de la perméabilité avec la profondeur permet d'obtenir des superpositions d'anomalies positives et négatives sur un même profil vertical comme nous l'observons sur les coupes thermiques issues des mesures. Loin des zones perméables, les anomalies peuvent s'expliquer par des processus conductifs au sein d'objets dans lesquels les contrastes de conductivité thermique peuvent être importants. L'anisotropie de conductivité dans les formations argileuses peut être responsable du développement d'anomalies proches de celles observées entre les zones perméables. Enfin, les circulations hydrothermales dans les zones de faille associées à des sédiments anisotropes pourraient expliquer la forme, l'évolution en profondeur et l'intensité des anomalies thermiques identifiées.