Dans la partie Nord de la zone de subduction des Petites Antilles, la convergence est fortement oblique alors qu’au Sud elle est frontale. Cette étude vise à comprendre les conséquences de l’entrée en subduction du plateau des Bahamas fortement flottant par l’étude de l'évolution du champ de contrainte dans le NE de la plaque Caraïbes, depuis l’Eocène. Ce travail montre que sur les îles les plus anciennes, l’arc volcanique s'initie à l’Eocène. La migration de l’arc vers sa position actuelle se produit durant la période Miocène inférieur – Miocène supérieur. La période Oligo-Miocène est charnière : le champ de contrainte évolue d'une extension pure parallèle à la fosse de subduction, à une extension radiale. Après une restauration de la déformation régionale, j'attribue ce changement d’état de contrainte, à l’initiation du partitionnement de la déformation dans le NE de la plaque Caraïbe qui accommode la courbure de la fosse faisant suite à l’entrée en subduction du banc des Bahamas. Dans l’archipel Guadeloupéen, les analyses structurales à terre et en mer montrent des régimes en extension pure perpendiculaire à la fosse. Les orientations des failles similaires depuis l’Eocène confirment un fort héritage structural. À l’actuel, dans le coin NE des Petites Antilles, le régime tectonique est décrochant avec une direction d’extension principale orientée NO-SE soit parallèle à la fosse. Dans l’archipel Guadeloupéen le régime tectonique est purement extensif orienté NE-SO perpendiculairement à la fosse. Cette rotation est interprétée comme résultant de l’augmentation vers le Nord de l’obliquité de la convergence du fait de la courbure de la zone de subduction. / To the north of the Lesser Antilles subduction zone, from North to South, the obliquity of the subduction is decreasing. This study is focus on the consequences of the entrance of Bahamas bank buoyant plateau into the subduction by studying stress field evolution in the NE of the Caribbean plate since Eocene. This work show that the volcanic arc activity on Anguilla bank islands begin at the Eocene. The volcanic arc migration toward his actual localisation occurs during early Miocene – late Miocene period. The Oligo-Miocene period is transitional as a switch in the stress field from pure parallel-to-the-trench to radial extension occurs. A restoration of the regional deformation shows that this switch is related to strain partitioning initiation in the upper Caribbean Plate in response to trench bending that followed the entrance of the Bahamas Bank in the subduction zone. In the Guadeloupean archipelago, kinematic analyses onshore and offshore show a pure extension with a perpendicular-to-the-trench σ3. The similar faults orientations since Eocene confirm that inherited structures control strain localisation. At present day, in NE corner of the Lesser Antilles, the NW-SE main extensional direction of strike-slip stress regime is trench-parallel. In the Guadeloupean archipelago, the pure extensive stress regime is trench-perpendicular (NE-SW). These different orientations of the stress field are interpreted to be the result of increasing trench bending to the North responsible for a northern increase of subduction obliquity

Le plan de thèse comprend les objectifs spécifiques suivants: D'après les observations de terrain, la carte géologique structurale sera obtenue en couvrant la zone géoréférencée entre le lac Buenos Aires et la rivière Mayer dans le sud des Andes de la Patagonie, province de Santa Cruz. L'analyse de la provenance a été faite par des études pétrographiques en grès à cinq coupes stratigraphiques représentatives des séquences considérées appartenant au Crétacé inférieur et au Miocène dans le secteur nord du bassin Austral. D'autres études préliminaires de diffraction des rayons X à un profil (appelé Veranada de Gómez). Aussi, deux unités lithostratigraphiques ont été datées et étudiées par provenance des zircons détritiques. Il est prévu de déterminer pour la zone d'étude, le début de l'avant-pays d'étape, et une estimation est obtenue l'âge de l'exhumation des régions d'origine, et donc une approche semi-quantitative à la fois de l'apparition du soulèvement, comme modèles de dispersion des sédiments. L'analyse complète de ces données donnera la structure générale de la dispersion paléogéographique et des sédiments de la bordure nord du Bassin du Sud pour s'harmoniser avec le patron du secteur sud, qui a alimenté la zone d'étude. De plus, une déformation fragile sera étudiée en analysant les failles striaes pour caractériser les déformations dans la zone. / The thesis plan includes the following specific objectives: According to field observations structural geological map will be obtained georeferenced area covering between the lake Buenos Aires and Mayer River in the Southern Andes Patagonian, Santa Cruz province. Provenance analysis were done by petrographic studies in sandstones at five stratigraphic sections representative of the sequences considered belonging to the Lower Cretaceous and Miocene in the northern sector of the Austral basin. Further X-ray diffraction preliminary studies at one profile (called Veranada de Gómez). Also, two lithostratigraphic units were dated and study by detrital zircons provenance. It is expected to determine for the study area, the beginning of the stage foreland, and an estimate is obtained the age of the exhumation of the regions of origin, and thus a semi-quantitative approach at a time the age of onset of uplift, as sediment dispersion models. The comprehensive analysis of these data will give the general pattern of palaeogeographic dispersal and sediments of the northern edge of Southern Basin to mesh with the southern sector pattern, which fed the study area. Moreover fragile deformation will be studied by analyzing faults striaes to characterize the deformation events in the area.

La géophysique, au sens de la physique d'objets et processus géologiques, est une formidable source de problèmes complexes, au sens de la physique de la matière complexe. Par exemple, des problèmes essentiels ont trait à la mécanique des failles, les avalanches, chargées de fluides ou non, de matière en grain ou plus pâteuse, les phases dynamiques de la sédimentation et les instabilités pendant celle-ci, la fracturation, sèche ou déclenchée par le transport des fluides parcourant les pores de la roche ou du sol, la liquéfaction durant les tremblements de terre, les écoulements d'une ou plusieurs phases fluides non miscibles dans des roches poreuses de géométrie irrégulière, la morphogénèse durant l'évolution des roches sédimentaires où évoluent composition chimique et équilibre mécanique entre les composants des roches, l'évolution dynamique de colloïdes aux interactions variables, les échanges de chaleur dans des écoulements chenalisés, l'évolution de la température et son effet sur la mécanique du système en évolution... . Ces systèmes présentent des interactions qui relèvent de la physique et la mécanique classique, mais avec la présence d'un désordre dans la structure, ou des non-linéarités dans les interactions fondamentales, qui peuvent générer à grande échelle un comportement complexe : notamment, ils peuvent fonctionner sur des échelles de temps et d'espace très étendus, avec coexistence de phases rapides et de phases extrêmement lente, ou avec des déformations diffuses alternant avec des fonctionnements où la déformation est très localisée. L'aspect polyphasique ou polydisperse de ces systèmes peut générer une telle complexité, sans que celle-ci reflète nécessairement la multiplicité des échelles déjà présentes dans la composition du système : dans des systèmes au fonctionnement critique, ou au voisinage de transitions de phases dites du second ordre, de nombreux systèmes dynamiques sont connus pour faire émerger, à partir de désordre présent à petite échelle et d'interaction simples, des organisations à grande échelle du processus en jeu. On aborde dans ce mémoire des modèles analytiques, numériques et des expériences ayant trait à la mécanique de tels systèmes naturels : écoulements mono- ou multiphasiques en milieux poreux ou fracturés, déformables ou non, fractures, avalanches, fonctionnement mécanique des failles, déformation lente des roches avec couplage entre chimie et mécanique.