La concentration croissante de CO2 dans l'atmosphère et les dangers potentiels qu'elle représente pour la terre au travers des changements climatiques, l'acidification des océans et l'élévation du niveau de la mer a conduit à un certain nombre de projets qui tentent de trouver un moyen sûr et inoffensifs pour capturer et stocker le CO2 dans des formations géologiques. Une de ces tentatives se déroule actuellement en Islande à la centrale géothermique Hellisheiði, située à proximité de la capitale, Reykjavik (le projet CarbFix). Le dioxyde de carbone et d'autres gaz comme H2S, N2, H2, CH4, et Ar sont des sous-produits de l'exploitation de l'énergie géothermique et l'objectif est de stocker tout ce CO2 dans les formations basaltiques qui se situent sous Hellisheiði. Le CO2 est dissous dans un courant d'eau injecté par pompage dans des puits jusqu'à à 350 mètres de profondeur et qui s'écoule ensuite au sein d'horizons mixtes de verre basaltique et de basalte cristallin. Les roches basaltiques sont caractérisées par des teneurs élevées en cations divalents comme Mg2+, Fe2+ et Ca2+ et des vitesses de dissolution relativement rapides. L'eau acide chargée en CO2 dissout le basalte, libérant ainsi des cations qui peuvent réagir avec les ions carbonates pour former des minéraux carbonatés (magnésite, sidérite, calcite, ankérite ainsi que des solutions solides (Ca-Mg-Fe)CO3)). Si on admet que c'est la dissolution des roches basaltiques qui contrôle ce processus de séquestration du carbone, on peut en déduire que tout ce qui pourra limiter cette dissolution sera préjudiciable à l'ensemble du processus de confinement du CO2. Mon rôle dans le projet CarbFix a été d'examiner les effets de la formation de revêtements de carbonate de calcium sur la dissolution des phases primaires de basalte. Je me suis concentrée sur le verre basaltique et le clinopyroxène, diopside, afin de comparer des phases cristallines et non cristallines. En outre, une série d'expériences ont été menées pour étudier l'effet de la structure du minéral primaire sur la nucléation de calcite. Ces expériences ont été faites pour vérifier si les différentes structures de silicate conduiraient à une différente étendue de la nucléation et croissance de la calcite à la surface des silicates. Enfin, de nombreuses expériences de dissolution de verre basaltique ont été menées en présence de bactéries hétérotrophes mortes et vivantes, Pseudomonas reactans, afin de déterminer l'effet des bactéries sur la dissolution des roches dans le système des eaux souterraines du site Hellisheiði. Les expériences de dissolution de verre basaltique et de diopside ont été réalisés à 25 et 70 °C pour un pH de 7-8 dans des réacteurs à circulation alimentés en solutions de forces ioniques > 0,03 mol / kg contenant CaCl2 ± NaHCO3. Deux séries d'essais ont été menés simultanément, une série appelée essais de 'précipitations' au cours de laquelle la solution dans le réacteur était sursaturée par rapport à la calcite, et l'autre série appelée essais de 'contrôle', pour laquelle la modélisation PHREEQC ne prévoyait pas formation de minéraux secondaires. Ainsi, il a été possible de comparer les vitesses de dissolution du verre basaltique et du diopside à 25 °C avec et sans la formation de carbonate de calcium et d'autres minéraux secondaires afin d'en déduire leur effet sur les vitesses de dissolution. Les images de microscopie électronique à balayage ont montré que des quantités importantes de carbonate de calcium ont précipité au cours des expériences de 'précipitations' mais, dans le cas du verre basaltique la croissance primaire se présente sous forme gros amas discrets de calcite et d'aragonite qui ne se forment pas sur le verre lui-même. Par contre, plusieurs des cristaux de diopside ont été largement envahis par des revêtements de calcite sans aragonite décelable. Dans les deux cas, la présence de calcite / aragonite n'a pas eu d'incidence sur les vitesses de dissolution du verre basaltique et de diopside qui sont les mêmes que celles mesurées dans la série 'contrôle'. Il semblerait que la couverture discontinue et poreuse de carbonates permet aux ions des phases primaires de continuer à diffuser sans entrave à travers la couche secondaire. Pour mieux évaluer l'effet de la surface des silicates sur la nucléation de la calcite, les vitesses de dissolution de six minéraux et roches silicatés ont été mesurées à 25 °C dans des réacteurs à circulation en présence de solutions de pH ~ 9,1 sursaturées par rapport à la calcite. Les phases silicatées étaient les suivantes: olivine, enstatite, augite, labradorite, verre basaltique et péridotite. Les résultats montrent que le temps d'induction pour la nucléation de calcite et l'étendue de la couverture de carbonatée avec le temps varient selon la phase silicatée. Dans un même laps de temps l'olivine, l'enstatite et la péridotite (principalement composé d'olivine riche en Mg) étaient les plus couvertes par les précipitations de calcite, suivis par l'augite, la labradorite et enfin le verre basaltique. Toute la croissance de calcite a eu lieu sur la surface du silicate, y compris sur le verre basaltique. La cinétique favorise la croissance de calcite par nucléation sur les minéraux orthorhombiques (enstatite et olivine) par rapport aux minéraux monocliniques et tricliniques. Les plus faibles quantités de calcite ont été trouvées sur le verre qui n'a pas de structure silicatée ordonnée. Des bactéries hétérotrophes, Pseudomonas reactans ont été extraites de l'un des puits de contrôle à Hellisheiði et ont ensuite été séparées, purifiées et cultivées en laboratoire. Avec le bouillon de culture utilisé, les conditions de croissance optimales de cette bactérie sont 5-37 °C et un pH de 7,0 à 8. Cette bactérie, très commune dans l'eau et le sol, est une bonne candidate pour tester l'impact des bactéries hétérotrophes en général lors de la séquestration du CO2 dans un aquifère naturel comme en Islande. Les vitesses de dissolution du verre basaltique ont été mesurés à 25 °C dans des nouveaux réacteurs à circulation permettant d'opérer en présence de bactéries (BMFR) dans des solutions tamponnées transportant 0,1 à 0,4 g/L de bactéries mortes et 0,9 à 19 g/L de bactéries vivantes à 4 ≤ pH ≤ 10. Les résultats ont montré que la présence de ces bactéries n'avait quasiment pas d'effet effet sur la vitesse de dissolution. La conclusion générale de cette étude est que ni les revêtements de carbonate, ni les bactéries n'ont d'impact majeur sur les vitesses de dissolution des phases primaires silicatées. Ainsi, leur effet devrait être négligeable sur le processus de séquestration du CO2 sur le site Hellisheiði en Islande. Le basalte cristallin pourrait être recouvert plus rapidement en carbonate de calcium, mais le verre basaltique pourrait aussi servir de support pour la nucléation de calcite.

L'objectif de la thèse est de vérifier le long de la côte Est de l'Amérique du Sud le modèle qui lie la tectonique en extension accompagnant la formation d'une marge passive, avec la mise en place de certaines minéralisations filoniennes et l'occurrence de mécanismes diagénétiques dans les grands bassins sédimentaires limitrophes. Dans ce but, deux cent échantillons d'argiles ont été récoltés, préparés, et analysés par diffraction de rayons X pour les sélectionner en vue de leur datation, depuis la Patagonie jusqu'au Nord du Brésil, et dans le Bassin du Parana. Les âges K/Ar et Rb/Sr mesurés montrent: - un événement diagénétique daté de 200 Ma environ, et contemporain de la première fragmentation du Gondwana; - un événement diagénétique de haute température de même âge que les basaltes du Parana, vers 138 - 129 Ma; - des mécanismes diagénétiques de plus basse température altérant les basaltes, et des minéralisations à F et U, dans l'intervalle 120 - 50 Ma. Ces deux derniers processus entrent dans le cadre de l'extension, contemporaine de la formation de l'Atlantique Sud. Trois occurrences minéralisées relèvent de mécanismes différents et leur âge les dissocie de la tectonique en extension de l'Atlantique Sud. L'altération diagénétique de basaltes du Parana est considérée comme responsable de la dispersion des datations K/ Ar conventionnelles en roche totale. Tous ces résultats conduisent à la conclusion que les mécanismes liés à la tectonique en extension sont bien, là aussi, responsables à la fois de certains venues minéralisées et de l'altération diagénétique dans les grands bassins sédimentaires voisins.

La présence d'une couverture neigeuse modifie localement la concentration de l'atmosphère en gaz traces. Ce constat récent a été confirmé par de nombreuses observations expérimentales et a attiré l'attention de la communauté scientifique sur les mécanismes physico-chimiques responsables des interactions air-neige. La quantification de ces mécanismes dépend largement de la connaissance de la surface spécifique (SS) de la neige qui représente la surface de glace accessible aux gaz. Ce paramètre indispensable était paradoxalement très mal connu au début de cette étude, en raison principalement des difficultés techniques liées à sa mesure. L'objectif de cette thèse était de déterminer la SS de la neige et de décrire son évolution sous l'effet du métamorphisme du manteau neigeux, c'est-à-dire sous l'effet des transformations morphologiques subies par la neige lors de son évolution post-dépôt. Un dispositif expérimental de mesure de SS basé sur l'adsorption du méthane sur la glace à 77K a été mis au point ainsi qu'un protocole de mesure adapté aux contraintes imposées par le matériau neige. Plus de 300 mesures ont été réalisées, pour des valeurs de SS comprises entre 100 et 1540 cm².g-1, avec une reproductibilité de 6% et une incertitude absolue estimée à 12%. Les premiers résultats ont permis de proposer une classification des types de neige en fonction de leur âge et de leur morphologie et une estimation de la SS a été proposée dans chaque classe. Une rapide observation visuelle permet ainsi d'estimer la SS à 40%. L'effet du métamorphisme sur la SS a été étudié en conditions naturelles. La SS décroît au cours du temps, d'autant plus vite que la SS est forte et que la température est élevée. Le vent accélère la décroissance. Des observations de la morphologie des grains de neige au cours du métamorphisme ont été réalisées par microscopie optique et surtout électronique et ceci confirme les théories usuelles du métamorphisme et sont en accord avec un mécanisme de croissance des grains par nucléation de couches, limitée par la diffusion de la vapeur d'eau dans l'air. L'apparition inattendue de facettes aux angles vifs sous faibles gradients de température a été interprétée par un mécanisme de sublimation initiée à l'émergence de dislocations. La décroissance de la SS en conditions isothermes a été étudiée en chambre froide à -4, -10 et -15°C. Cette décroissance est très bien reproduite par une fonction logarithmique de la forme SS=B-ALn(T+Δt), dans laquelle B est proche de la SS initiale et A représente la vitesse de décroissance de la SS. Une relation linéaire a été trouvée entre les paramètres A et B obtenus lors de 7 expériences à -15°C, qui suggère que la vitesse de décroissance de la SS peut être prédite à partir de sa seule valeur initiale. Les théories du mûrissement d'Ostwald en régime transitoire nous ont permis d'expliquer la décroissance logarithmique et de mettre au point un modèle numérique en champ moyen du métamorphisme isotherme. Ce modèle permet de calculer rapidement les flux de vapeur et les taux de croissance des grains de neige. Il reproduit l'évolution de la distribution de rayons de courbure de la neige, mais pas celle de la SS en raison d'une description trop sommaire de la géométrie de la neige.

L'archivage glaciaire représente un moyen privilégié d'obtenir des informations permettant une meilleure compréhension des cycles biogéochimiques au cours des temps passés. Si les perturbations induites par l'homme durant les deux cents dernières années ont été abondamment étudiées, les fluctuations naturelles du climat, sur une période recoupant l'Optimum Médiéval (1200-1300 AD.) et le Petit Age de Glace (1300-1800 A.D<), souffrent, quant à elles, du manque d'études détaillées. Nos travaux couvrent cette période et portent sur la composition chimique de la partie soluble des impuretés piégées dans la précipitation solide du Groenland Central. La découverte récente de la capacité qu'ont les carottes de glace du Groenland à enregistrer des feux de biomasse nous a permis d'obtenir les résultats suivants : les signatures chimiques de ces événements dépendent, semble-t-il, du vieillissement du panache occasionné par le transport; la mise en place d'un index des feux, basé sur la fréquence et le flux de débris pyrogéniques déposés, montre trois périodes actives en feu (1200-1350, 1450-1550 et 1860-1920). Ces périodes correspondent à des conditions climatiques favorables aux déclenchements des feux, même si une intervention humaine ne peut être exclue sur la période 1860-1920. La covariance du bruit de fond de formiate et de la densité arborée de la taïga canadienne suggère une source végétale pour ce composé organique. La biosphère continentale serait, de même, à l'origine des quantités importantes de nitrate et d'ammonium déposées au Groenland en regard des flux Antarctiques. Nous n'avons pu mettre à aucun moment en évidence une dénitrification de la stratosphère suite aux éruptions volcaniques. L'étude du MSA a montré un phénomène de migration de ce composé sur les couches de glace anciennes. Le manque de connaissance sur l'évolution passée de la biologie marine ne nous a pas permis de confronter les traceurs de cette activité à d'autres paramètres physiques ou climatiques.

Cette étude, effectuée dans le cadre des Observatoires Volcanologiques de l'Institut de Physique du Globe de Paris et des programmes de recherche du CNRS sur l'Histoire des volcans actifs, contribue à la chronologie des événements récents du Sud de la Basse- Terre de Guadeloupe (Petites Antilles) pour laquelle des lacunes importantes subsistaient du fait de mauvaises conditions d 'affleurements. Les méthodes employées sont : - le potassium-argon (CFR ,Gif) , - la thermoluminescence (CFR , Gif) et - la géochimie des majeurs et des traces utilisée en tant que critère de corrélation des différents dépôts (Grenoble,Saclay) . 1) la méthode du potassium- argon, dans son adaptation aux périodes récentes (inférieure à 1 Ma), a permis d'obtenir l 'âge des coulées de laves massives basaltiques à andésitiques, appartenant au cycle Pitons de Bouillante - Sans- Toucher, aux Monts Caraïbes et à la phase initiale du cycle récent Madeleine-Soufrière . 2) la méthode de thermoluminescence sur quartz a été utilisée pour la datation de certains niveaux ponceux dacitiques à quartz appartenant à la Chaîne andésitique de Bouillante et au cycle récent Madeleine- Soufrière. 3) les éléments majeurs, incompatibles (La, Th) et de transition (Sc, Co) des niveaux ponceux et les analyses des phases minérales à la microsonde ont permis d'établir ou de préciser des corrélations jusqu'ici rendues aléatoires par les conditions de terrain, de regrouper dans un même cycle des niveaux attribués à des cycles différents, et de déceler des indices de mélanges magmatiques. Les résultats obtenus modifient la chronologie de la Basse-Terre comme suit: - la fin du cycle des Pitons de Bouillante - - Sans-Toucher est aux environs de 600 000 ans, - celle de la Chaîne andésitique de Bouillante est proche de 244 000 ans, - et le début de l'activité des Monts Caraïbes se situe aux environs de 500 000 ans . Le résultat le plus important concerne le début du cycle récent Madeleine- Soufrière pour lequel une phase Carmichaël est datée entre 150 000 et 100 000 ans; son activité débute par un épisode explosif (ponces à quartz de l'anse des Pères et ponces andésitiques de Pintade) et se poursuit par un épisode effusif de grande importance (coulées de Trois Rivières, groupes nord et sud). Entre la fin de la phase Carmichaël et le début de la phase Madeleine, une période d'accalmie est mise en évidence; sa durée est voisine de 70 000 ans .

Le continent nord-américain présente sur sa bordure Pacifique un domaine constitué par l'accrétion du Paléozoïque supérieur au Cénozoïque de fragments lithosphériques : les Cordillères nord-américaines. Ces fragments lithosphériques sont caractérisés par des séquences volcaniques d'arc ou de bassin océanique. Les séquences volcaniques d'arc du Paléozoïque supérieur et du Trias ont longtemps été considérées comme un seul arc. Depuis une dizaine d'années, des équipes françaises ont montré que les séquences d'arc du Paléozoïque et du Trias des Klamath orientales et de Sierra Nevada (Californie du Nord) étaient établies respectivement sur une lithosphère océanique et un bloc continental. Dans le Nevada occidental, les séquences d'arcs du Paléozoïque supérieur affleurent dans deux régions distinctes : Black Rock Desert et Excelsior Mountains. Dans le Black Rock Desert, la séquence permo-triasique de Bilk Creek ressemble en tout point à celle * des Klamath orientales et des Blue Mountains. Il s'agit d'un magmatisme d'arc permo-triasique continu, reposant sur des calcaires permiens inférieurs à affinité téthysienne. Ce magmatisme dériverait d'une source mantellique de type-MORB. Dans les Excelsior Mountains, la formation Black Dyke est constituée de laves et de pyroclastites recouvertes en concordance par des turbidites volcanoclastiques. Cette activité volcanique se produit au Permien inférieur autour de 276 Ma. Ce magmatisme d'arc présente de nombreuses similitudes avec celui de Sierra Nevada. Dans les deux cas, il s'agit d'un magmatisme exclusivement Permien, caractérisé par : (i) des roches volcaniques calco-alcalines; et (ii) de faibles valeurs d'eNd (T=275Ma) comprisent entre -11 et +5,5. Cet arc est séparé du continent nord-américain par un domaine océanique, le bassin de Golconda. En Sierra Nevada, cet arc paléozoïque est établi sur une séquence sédimentaire du Palézoïque inférieur tectonisée. Les faibles valeurs de l'eNd(T) des roches magmatiques de Sierra Nevada et des Excelsior Mountains suggèrent que les magmas dérivent d'une source mantellique, contaminée par une vieille croûte continentale, probablement protérozoïque. Ces magmas subissent au cours de leur remontée et leur stockage dans des chambres des assimilations de matériel crustal lors de leur fractionnement et de leur cristallisation. Le Paléozoïque supérieur volcanique et sédimentaire d'arc de Sierra Nevada et des Excelsior Mountains est plissé, puis recouvert en discordance par des sédiments respectivement du Trias ou du Jurassique. Ces déformations et cette discordance sont liées à la phase orogénique Sonoma, induite par la collision de cet arc avec la marge nord-américaine. Après l'accrétion de cet arc, un magmatisme calco-alcalin à shoshonitique se développe au Trias en bordure du craton. Sa diversité reflète vraisemblablement des variations dans la nature et l'épaisseur de de la croûte qui forme la marge occidentale cratonique américaine et sur laquelle s'édifie cet arc de type andin.

L'arc Jurassique supérieur-Crétacé inférieur du domaine cordillérain mexicain ou "Guerrero terrane" constitue une partie des formations allochtones, accrétées au craton nord-américain à la fin du Crétacé inférieur. Les séquences magmatiques de Guanajuato, de Palmar Chico-Arcelia et de San Miguel de Allende illustrent les principales étapes du développement de cet arc. La séquence plutono-volcanique de Guanajuato (Mexique central), datée du Jurassique supérieur-Crétacé inférieur, correspond à la base de l'arc et illustre son stade précoce. Elle est représentée par une association tholéiitique complète, formée par des cumulats ultrabasiques-basiques, des diorites, des tonalites-trondhjémites et des filons basiques nourriciers des basaltes en coussins. Les cumulats ultrabasiques sont recoupés par des filons ankaramitiques suggèrant un stade de rifting dans l'arc et des gabbros-diorites calco-alcalins, datés de l'Aptien-Albien et associés à des brèches magmatiques qui sont l'expression plutonique du magmatisme calco-alcalin, omniprésent dans l'arc à la fin de son développement. La séquence de Guanajuato chevauche la formation crétacée d'Arperos, formée de basaltes en coussins, de dolérites et de sédiments pélagiques. Les roches basiques se rattachent à un magmatisme alcalin intra-plaque océanique. La formation d'Arperos serait donc le témoin d'un bassin océanique, localisé en bordure de la marge continentale du craton nord-américain. La séquence magmatique d'Arcelia-Palmar Chico, tithonique à anté-cénomanienne, est formée de basaltes en coussins et leurs filons nourriciers qui s'apparentent à des tholéiites à orthopyroxène. Localement, les coulées sommitales sont calco-alcalines. Affleurent aussi des petites klippes d'ultrabasites serpentinisées, associées à des diorites qui représentent probablement les équivalents plutoniques des laves tholéiitiques. Cette séquence représente vraisemblablement un stade transitoire dans l'évolution de l'arc, après les tholéïtes de Guanajuato et avant et/ou pendant le magmatisme calco-alcalin aptien-albien. La séquence calco-alcaline albienne de San Miguel de Allende, formée de basaltes et d'andésites, épanchées dans une sédimentation pélagique, représente les produits ultimes de l'activité de l'arc. Les composants tholéiitiques et calco-alcalins basiques de Guanajuato et d'Arcelia- Palmar Chico sont caractérisés par des valeurs du rapport eNd élevés, typiques d'arc intra-océanique. Les roches acides tholéiitiques de Guanajuato ont des eNd, légèrement moins élevés, suggèrant l'assimilation de croûte océanique et de sédiments métamorphisés formant les parois de la chambre magmatique au cours de la cristallisation fractionnée (processus ACF). Pour expliquer la diversité du magmatisme des séquences d'arc étudiées, il faut envisager la présence de plusieurs processus comme différents dégrés de fusion partielle de la souche mantellique, mélanges magmatiques entre magmas primitifs et plus differénciés, fractionnement précoce ou tardif des oxydes ferro-titanés ou des ferro-magnésiens. La présence de dômes acides calco-alcalins, encaissants des minéralisations sulfurées, stratiformes et polymétalliques du Mexique méridional est à rattacher au régime distensif lié au rifting intra-arc, annoncé par les ankararnites de la séquence de Guanajuato et qui se serait déroulé durant l'étape de maturité de l'arc (Barremien ? - Albien ?). Ainsi, les séquences d'arc mésozoïques du Mexique centro-méridional seraient les témoins d'un arc intra-océanique dont le développement serait lié à la subduction ouest sud- ouest du bassin d'Arperos sous le Paléo-Pacifique. Elles représentent le segment de l'arc du "Guerrero terrane", édifié sur croûte océanique. A la fin du développement de l'arc et la résorption presque totale du bassin d'Arperos, l'arc est alors proche du continent nord-américain. A la fin du Crétacé inférieur, il entre en collision avec ce craton, ce qui entraîne son chevauchement sur la marge nord-américaine et finalement son collage au continent nord-américain

De nombreuses études sont consacrées aux grandes provinces magmatiques. Cependant, l'architecture de ces provinces et l'origine de la diversité de leurs composants volcaniques restent encore mal connues. Le but majeur de cette thèse a été d'étudier l'architecture, la diversité et l'origine des plateaux à travers deux exemples : Kerguelen et Ethiopie. A Kerguelen, notre recherche a été axée sur la ride Leclaire, à l'extrémité ouest du plateau. Elle nous a permis : (1) de découvrir les roches alcalines les plus anciennes du plateau, (2) de mettre en évidence la présence d'un volcanisme aérien, (3) de démontrer que le panache de Kerguelen n'est pas localisé sous cette ride, enfin (4) de prouver l'absence d'un composant crustal dans la source des laves. En Ethiopie, nous avons montré que la pétrologie et la géochimie des laves des volcan-boucliers et des trapps sous-jacents sont identiques. La transition ne correspond donc pas à un changement de type de magma mais à une évolution physique du système d'alimentation. Les laves qui constituent le plateau éthiopien présentent deux bimodalités : acide-basique et tholéiitique-alcalin. L'analyse géochimique montre que ces laves proviennent d'un panache hétérogène en termes de température et composition. La datation et la cartographie des différentes unités révèlent que le plateau éthiopien est formé de plusieurs centres éruptifs d'âges et de caractères pétro-géochimiques différents. D'un point de vue plus général, les quantités de laves émises sur ces deux plateaux évoluent différemment dans le temps. Le flux de magma dépend de l'activité du panache ainsi que de la vitesse d'ouverture des plaques qui contrôle l'évolution de l'épaisseur de la lithosphère.

La compétition entre la tectonique et le climat s'exprime à travers la sédimentation. Or, du fait des fortes rétroactions existant entre ces paramètres, il est souvent difficile de discriminer leur influence relative. Ainsi, le Cénozoïque est une période présentant à la fois un refroidissement global et une phase orogénique majeure avec la collision alpine au sens large (depuis les Pyrénées à l'Ouest à la chaîne himalayenne à l'Est). Le but de cette thèse a été de comprendre comment s'expriment les rétroactions entre le climat, la tectonique et la sédimentation, dans une chaîne de montagne ancienne - les Pyrénées - dont les cadres sédimentologique, stratigraphique et tectonique, sont bien contraints. Trois questions principales ont été abordées : (1) est-ce que la croissance de cette seule chaîne de montagnes est susceptible d'influencer significativement le climat, localement ou à plus large échelle ? (2) de quelle manière le climat et la tectonique influencent la sédimentation ? (3) est-ce qu'un changement climatique est susceptible d'influencer l'évolution tectonique de cette chaîne de montagnes et de quelle manière ? La première partie a été abordée à travers à l'analyse géochimique de biominéralisations carbonatées provenant du bassin sud-pyrénéen (huîtres), comparée à celles de fossiles provenant du bassin de Paris (mollusques, dasycladales et characées), bassin intracratonique situé à proximité des Pyrénées. Les résultats montrent que les fossiles des deux bassins ont bien enregistré les événements climatiques globaux connus au Paléogène (Optimum climatique de l'Eocène inférieur, refroidissement du Lutétien, Optimum climatique de l'Eocène moyen et glaciation de la limite Eocène - Oligocène), signifiant que la croissance des Pyrénées n'a pas eu de conséquences directes sur le climat local. En revanche, ces résultats montrent que le δ18O des huîtres provenant des Pyrénées est plus négatif que celles du bassin de Paris. Le gradient latitudinal étant très réduit à cette période, ceci semble indiquer que le δ18O des huîtres pyrénéennes a été influencé par un apport d'eau ayant un δ18O négatif, signifiant une influence de la topographie pyrénéenne sur le δ18O des eaux de pluie et des rivières. La seconde partie a été abordée à partir d'une étude de terrain, caractérisant précisément les dépôts à l'Eocène moyen. Ceci a montré que les dernières plates-formes carbonatées ont définitivement disparues dans le bassin sud-pyrénéen à la limite Lutétien - Bartonien. Il semble qu'un stress environnemental dû à une intensification de l'érosion soit responsable de la disparition des producteurs carbonatés et ce, non pas uniquement à cause d'un forçage tectonique, mais également à cause de l'apparition d'un glacioeustatisme, c'est-à-dire d'un facteur climatique. Enfin, dans le but de mettre en évidence un éventuel forçage climatique sur le soulèvement des Pyrénées, nous avons établi un modèle cinématique reconstituant la séquence de déformation entre le Lutétien et le Miocène dans la partie ouest du bassin sud-pyrénéen. Trois phases de déformation successives ont été mises en évidence. La comparaison des flux entrant dans le prisme au cours du temps avec les flux d'érosion déduits de données de thermochronologie provenant de la bibliographie a révélé qu'il existait un important découplage entre les taux d'érosion et la quantité de matière entrant dans le prisme à la limite Eocène - Oligocène. Or, cette période est caractérisée par un changement climatique majeur dont l'impact sur les processus d'érosion a déjà été mis en évidence dans de nombreux travaux.

Le but de cette thèse est de déterminer l'évolution tectono-métamorptlique d'un segment de croûte continentale archéenne. L'objet choisi est la région de l'Am saga (R.1. Mauritanie), dans la Dorsale Réguibat (Craton Ouest Africain). L'étude géochronologique (Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb et Pb-Pb) met en évidence au moins quatre épisodes de croissance crustale : vers 3,5 Ga; à 3,0 Ga; vers 2,85 Ga et vers 2,74 Ga. La région est affectée par un événement tectono-métamorphique majeur, synchrone (ou immédiatement postérieur) du dernier épisode de croissance crustale. L'étude pétro-structurale montre que cet épisode est caractérisé par un fort raccourcissement sub-horizontal NW-SE en régime globalement coaxial. La déformation est accommodée par le biais de structures verticales: foliations, plis et décrochements en fin d'évolution et s'accompagne d'un métamorphisme -granulitique HT-BP (800 ± 50°C, 5±1 kb). La migmatisation d'une partie de la région au cours du métamorphisme provoque la diminution de aH20 et permet l'acquisition des paragénèses granulitiques. Le chemin P-T suivi au cours du métamorphisme est un chemin horaire dont l'évolution rétrograde s'effectue dans un premier temps par décompression isotherme. Différents ensembles magmatiques (gabbro et granites), datés à 2,7 Ga se mettent en place, postérieurement au métamorphisme granulitique, pendant la remontée des séries. L'étude géochimique (majeurs, traces et isotopes) de ces massifs indique trois types de source pour les protholithes _ magmatiques: 1/ mantellique (gabbro des Iguilid); 2/ fusion partielle de roches G-rthodérivées (granite de Touijenjert); 3/ fusion partielle de métasédiments (granite d'Ioulguend). La mise en place de ces granites marque donc le début du recyclage crustal dans la région. Le gradient géothermique moyen au cours du métamorphisme granulitique (55°C.km-1), en accord avec le caractère enrichi (LREE) de la source des magmas basiques et les données géochronologiques, permet d'envisager la présence d'un plume mantellique à l'aplomb de la région pendant l'événement tectono-métamorphique principal. L'étude géochronologique révèle que la région est le siège de plusieurs événements thermiques postérieurs au métamorphisme principal : vers 2,3 Ga, vers 1,5 Ga et peut - être vers 2,4-2,5 Ga. Ce réchauffement protérozoïque se fait apparemment sans déformation associée mais provoque : 1/ la rétromorphose des paragénèses granulitiques; 2/ des perturbations géochimiques importantes (éléments majeurs, traces, REE), une partie de celles-ci pouvant également résulter de l'événement granulitique; 3/ des ouvertures successives des différents systèmes isotopiques. Ces phénomènes secondaires sont essentiellement localisés aux * abords des grands accidents mylonitiques qui découpent la région. La synthèse de ces différents résultats et des données existantes sur le reste de la Dorsale Réguibat archéenne et protérozoïque permet de suggèrer un modèle d'évolution géodynamique de cette partie du craton Ouest africain.