La réglon étudiée couvre le plus important ensemble métamorphique de l'Iran CentraI. Il est principalement constitué de formations précambriennes métamorphisées à plusieurs repris es du Précambrien au Tertiaire. Ce socle précambrien, après l'orogenèse "assyntique" a été plus ou moins recouvert par des formations infracambriennes, paléozoïques, mésozoïques et tertiaires, Il s'agit essentiellement de sédiments de mers peu profondes, de plate-forme ou de type continental, associés à des épisodes volcaniques et entrecoupés de lacunes. Cependant, il existe aussi autour du socle précambrien ou à son intérieur, des bassins d'origine tectonique où des sédiments anormalement épais se sont déposés. Par ailleurs, ce socle et sa couverture ont été traversés par différentes intrusions pendant le Précambrien, l'Infracambrien et le Mésozoique. La disposition tectonique permet de distinguer dans cet ensemble trois zones, séparées par des dislocations : Zone 1 ou orientale, - faille de Posht-e-Badam Zone II ou centrale, - faille de Chapedony Zone III ou occidentale.

L'histoire géologique de la région de Kalmard est celle d'une plateforme découpée en une mosaïque de blocs, dont les mouvements verticaux commandent la sédimentation, la subsidence, les faciès etc... Les terrains les plus anciens appartiennent à un Précambrien tardif, fait de dépôts schisto-gréseux à grain fin. Ces terrains se répartissent en deux zones d'affleurements : l'une métamorphique à l'Ouest, l'autre non, à l'Est. Le métamorphisme et les plissements qui les affectent datent vraisemblablement, de l'orogenèse assyntique (baÏkalienne). Celle-ci s'est également accompagnée ou a été suivie par une intrusion magmatique responsable d'une auréole métamorphique locale. Un des résultats essentiels de cette orogénèse a été le découpage du socle en une série de compartiments séparés par des failles profondes, et qui ont joué en horst et graben pendant le Paléozoïque. D'une façon générale, on peut dire que la région de Kalmard a été plutôt une zone haute vis à vis de la région de Shirgesht, toute proche, beaucoup plus subsidente. Cette zone haute montre un horst de Kalmard, dans la future zone centrale et un horst de Naini, plus élevé, dans la future zone occidentale. La région étudiée constitue un trés bel exemple d'une plate forme jouxtant un domaine orogénique. Elle montre comment un socle réagit au plissements lointains par une tectonique en mosaïque ou en lanières et comment les oscillations de tous les compartiments se reflètent dans la succession des couches et leurs variations de faciès ou d'épaisseur. Ainsi sur le plan de la tectonique, la région étudiée dans ce mémoire apparait aussi comme un exemple typique d'une plateforme encadrée de régions , orogéniques . Les contractions s'y traduisent, bien sûr, par des plissements mais surtout par des déplacements horizontaux de blocs le long de décrochements. Ces déplacements entraînent la formation de plis orthogonaux aux déplacements,ou obliques s'il y à couple. Plus surprenante est l'absence de volcanisme.

La sismologie et les grands profils sismiques sont ici plus particulièrement utilisés pour étudier la structure profonde de quatre orogènes. Pour les Alpes occidentales, nous traitons d'abord de l'atténuation intrinsèque des ondes sismiques dans la croûte supérieure et de sa dépendance en fonction de la fréquence. Nous faisons ensuite le point sur l'état des connaissances sur l'allochtonie et l'écaillage Iithosphérique vers le milieu des années quatre-vingt. C'est en effet à cette époque que le profil Ecors-Crop Alpes à permis de davantage détailler la structure de la croûte par sismique réflexion verticale En sismique réflexion grand-angle, on a pu observer le Moho profond de la zone de racine et, dans le domaine briançonnais, une écaille de manteau imbriquée dans la croûte alpine. La sismicité et la sismotectonique des Alpes occidentales sont ensuite examinées à la lumière des données récemment acquises par le réseau Sismalp qui surveille l'activité du Sud-Est de la France. Les données télésismiques obtenues par ce même réseau ont été utilisées pour procéder à une tomographie télésismique de la limite de plaques Eurasie-Adriatique jusqu'à 200 km de profondeur. Les trois autres orogènes sont étudiés de façon plus succincte. La structure profonde de l'Atlas tunisien est d'abord présentée à travers les résultats d'une campagne de sondages sismiques profonds. Nous avons ensuite appliqué aux coupes de sismique réflection verticale du profil Ecors Pyrénées les techniques de migration mises au point dans les Alpes. Nous concluons par l'étude de la partie centrale de l'Oural par sismique réflexion grand-angle et par tomographie télésismique, deux techniques éprouvées précédemment dans les Alpes.

Les systèmes karstiques ont longtemps été étudiés par des analyses statistiques issues du traitement du signal. Plus récemment, des tentatives de modélisation hydrologique ont été réalisées sur ces systèmes, avec des succès mitigés. Cette thèse allie deux domaines de recherche, l'hydrologie et l'hydrogéologie karstique. Dans ce mémoire, nous utilisons les analyses du signal dans le but d'améliorer les performances et le réalisme des modèles pluie-débit calés sur ces systèmes karstiques. Pour cela nous nous appuyons sur un échantillon de quatorze systèmes karstiques et un ensemble de quatre modèles hydrologiques à réservoirs. La première étape nous a permis de dresser un bilan de l'état de la modélisation pluie-débit appliquée aux systèmes karstiques dans un contexte d'évaluation des performances classiques s'appuyant sur le schéma standard des moindres carrés des erreurs. Globalement les quatre modèles pluie-débit parviennent à modéliser correctement la majorité des systèmes karstiques étudiés. Dans une deuxième étape, nous avons développé une méthodologie originale prenant en compte les caractéristiques hydrodynamiques de ces systèmes déduites d'analyses statistiques classique en hydrogéologie karstique. En effet, notre objectif n'est pas seulement d'avoir de bonnes performances sur le schéma standard des moindres carrés des erreurs, mais aussi de respecter les caractéristiques hydrodynamiques particulières de ces systèmes. Pour cela, nous avons développé des outils afin de prendre en compte les caractéristiques spécifiques à ces systèmes selon deux axes : * Contraindre la structure des modèles à partir d'informations issues de l'analyse du fonctionnement du système. Pour cela, nous avons utilisé le coefficient de tarissement issu de l'analyse des récessions. Le résultat est un schéma d'optimisation semi automatique des paramètres dans lequel un des paramètres est prescrit par l'analyse préliminaire et les autres sont calés automatiquement. Cette démarche confère au modèle résultant une représentation du fonctionnement hydrodynamique des systèmes karstiques plus en accord avec la connaissance a priori que l'on a de ces systèmes. * Contraindre les paramètres des modèles et leur capacité à représenter le fonctionnement des systèmes karstiques. Pour cela, nous avons développé une méthodologie de calage multi-objectif afin d'évaluer les performances des modèles à reproduire d'une part le débit observé mais aussi les propriétés hydrodynamiques. La démarche de comparaison de différentes stratégies de calage a ainsi permis d'améliorer la qualité de l'ajustement entre les fonctions d'autocorrélation des débits simulés et observés, tout en conservant des valeurs raisonnables selon le schéma standard des moindres carrés des erreurs Cette approche permet en outre de réduire les incertitudes sur les paramètres par rapport aux stratégies de calage mono-objectif. Enfin, nous avons tenté de rendre compte de la diversité de structure et de comportement des systèmes sur la base des paramètres issus du calage des modèles pluie-débit. Ces paramètres ont été comparés d'une part à ceux couramment employés en hydrogéologie karstique (Classification de Mangin) et d'autre part aux paramètres des modèles représentatifs de bassins non karstiques.

En Haute-Normandie, où l'essentiel de la ressource en eau potable provient de la Nappe de la Craie, les captages d'eau sont souvent affectés par des phénomènes de turbidité, induisant un risque sanitaire considérable pour les populations, en période de fortes pluie. Ce phénomène est lié à la nature karstique de l'aquifère de la Craie. Les forages réalisés en plaine alluviale de la vallée de Seine sont moins atteints par la turbidité. Nous étudions les modalités du transport des particules depuis un point d'engouffrement sur le plateau (perte) jusqu'à un exutoire naturel (source karstique), et un exutoire artificiel en plaine alluviale (forage AEP). La recherche développée dans cette thèse consiste d'une part en l'élaboration d'une méthodologie de mesure in situ de la charge solide en suspension, et d'autre part en une analyse théorique, axée sur l'expérimentation et la modélisation, du transport de particules (transport et dépôt) en milieu poreux à forte perméabilité. Dans tous les cas, une comparaison traceur dissous/particules est réalisée. Le transport de particules jusqu'à la source se fait sur un mode typiquement karstique. Les phénomènes de dépôt et de relargage apparaissent importants en regard du transfert direct. Le transit jusqu'au forage est caractérisé par un mode de transport différent, non karstique, que l'on attribue à l'influence de l'interface Craie/alluvions, celle-ci se comportant à l'échelle du terrain comme un milieu poreux piégeant une quantité importante de particules. Les expérimentations en laboratoire corroborent cette hypothèse.

L'objectif de la thèse est de traiter des sédiments marins et des sols fins équivalents (fines de carrière) considérés comme des déchets, par un procédé de solidification/stabilisation et de les valoriser en matériau pour des sous couches routières. Ces traitements ont donné lieu à des mélanges composites sédiments-liants et/ou ajouts de cendres volantes, de fumée de silice, de produits chimiques réactifs et de fibres suivis d'une analyse comportementale des performances mécaniques et de durabilité. Après avoir sélectionné un panel représentatif de sédiments marins et une fine de carrière, une phase de caractérisation a été entreprise sur les paramètres déterminants en vue de traiter ces sédiments. Elle repose sur l'étude des propriétés physiques (répartition des grains, limites d'Atterberg) et chimiques (la teneur en matière organique et en carbonates). Les différentes caractéristiques, dosages et paramètres dimensionnels des constituants (ciment, chaux, cendre volante, fumée de silice, sables correcteur, produit chimique réactif et fibres naturelle et géosynthétiques) des mélanges sont déterminés. Le programme expérimental complet est présenté, il intéresse les sédiments marins à stabiliser ou solidifier. Les essais mécaniques de résistance et de durabilité (compression simple, traction indirecte, mouillage-séchage) ont été effectués sur échantillons cylindriques. L'analyse et l'interprétation des résultats ont permis de mieux cerner les différents facteurs influant sur la résistance à la compression et à la traction indirecte des mélanges traités avec des additions de liants hydrauliques et de liant pouzzolanique, puis avec des ajouts spécifiques de fumée de silice, de sable correcteur et de produits chimiques réactifs. Une phase innovante a porté sur l'utilisation de fibres déchets dans les mélanges. Ces fibres naturelle (lin) et artificielles (géosynthétiques) ont été proposées pour améliorer le comportement mécanique des mélanges de sédiments marins et/ou fine de carrière. En conclusion, pour les dosages économiques retenus et les mélanges étudiés, une application en sous couche routière est possible (classes S1à S5). La teneur en matière organique des sédiments marins a une forte influence sur l'efficacité des traitements des sédiments marins aux liants. Les renforts fibreux sont tout à fait prometteurs et l'idée de covaloriser deux déchets constitue une avancée dans la gestion durable et la valorisation des sédiments.

Depuis 45 Ma, le continent asiatique se déforme sous l'effet de la collision continentale de l'Inde. L'épaississement crustal et l'extrusion de blocs le long de grands décrochements sont considérés comme les deux principaux mécanismes accommodant la déformation. Par ailleurs, des observations structurales suggèrent la présence de rotations de blocs autour d'axes verticaux au niveau des syntaxes Est et Ouest himalayennes et dans une zone allant de l'Afghanistan au Baïkal. L'étude des relations entre épaississement, décrochement et rotations de blocs qui constitue l'objet de ce travail, est un des points importants pour la compréhension de la cinématique Tertiaire de l'Asie. Les mécanismes de déformation et la cinématique T ertiaires de l'Ouest de l'Asie Centrale ont été abordés par le biais du paléomagnétisme et de la géologie structurale. La présente étude a été réalisée dans la dépression Tadjik et le Tien Shan Kirghiz, situés respectivement au nord-ouest et au nord de la syntaxe Ouest- Himalayenne et du Pamir. L'étude paléomagnétique permet de mettre en évidence deux domaines distincts de rotations de part et d'autre de la faille décrochante dextre de Talass-Fergana qui traverse le Tien Shan de part en part. A l'Est de cette faille, les bassins Cénozoïques du Tien Shan présentent une rotation faible ou nulle par rapport à l'Asie stable. A l'inverse, à l'Ouest, les rotations antihoraires sont significatives, de 1'0rdre de 20° dans le bassin de Fergana, de 15 à 50° dans la dépression Tadjik. L'étude structurale montre que le contexte cinématiq ue régional . combine chevauchement et décrochement sénestre. La déformation et la rotation des bassins de type compressifs est principalement localisée dans la couverture sédimentaire, à l'opposé des zones faillées d'échelle crustale qui les limitent. La cinématique Tertiaire du Tien Shan et de la dépression Tadjik apparaît fortement associée au poinçonnement vers le Nord du Pamir par rapport à l'Asie. La faille de Talass-Fergana est une discontinuité majeure à l'Ouest de laquelle la déformation est accommodée par de l'épaississement, du décrochement et des rotations de blocs.

Les cônes de Puyo, les laves de Mera et le stratovolcan Pan de Azucar, trois formations Plio-Quarternaires situées dans l'arrière-arc volcanique (Oriente), ont émis des laves potassiques pauvres en silice. La modélisation géochimique et l'étude expérimentale réalisée en piston-cylindre ont permis de contraindre l'origine et l'évolution de ces magmas. D'abord, le coin de manteau lherzolitique est métasomatisé par 3-5% de liquide silicaté. Il fond ensuite partiellement (1-4%), entre 2-3GPa et 1170-1400°C, en laissant un résidu lherzolitique à grenat+-phlogopite. Alors que les séries de Mera et du Pan de Azucar se différencient par cristallisation fractionnée, une faible variation du degré de fusion engendre la totalité des laves de Puyo. La participation de liquides silicatés lors de la genèse de ces laves démontre l'influence de la Ride océanique de Carnegie dans l'arrière-arc et indique que la ride est entrée dans la zone de subduction bien avant le Pléistocène inférieur.

La convergence des plaques africaine et eurasienne, à la vitesse de 1 cm/an, fait des Alpes une chaîne de collision active. Nous cherchons à caractériser et quantifier les déformations superficielles traduisant cette activité dans les Alpes occidentales françaises, au Sud de Chambéry, du Pliocène à l' Actuel. Deux approches complémentaires sont mises en oeuvre: la géomorphologie pour l'analyse de la déformation finie et la comparaison de nivellements réalisés à 80 ans d'intervalle pour l'étude de la déformation instantanée. Nous avons analysé l'éventuelle signification tectonique de la morphologie des versants de vallées. La morphologie en facettes triangulaires, caractéristique d'une surface de faille normale, est observée le long de la bordure est du Grésivaudan, de la vallée du bas Gelon et de la Combe de Savoie. Les failles ainsi caractérisées présentent un rejet vertical de 100 à150 m, déduit de l'analyse des profils en long des torrents, attribué aux derniers 65 000 ans. Le début de l'activité de cette tectonique transversale à la chaîne n'est pas daté. Nous proposons aussi un contrôle par la tectonique extensive longitudinale de la basse vallée de la Maurienne (arguments morphostructuraux et thermochronologiques). Une extension de 3-4 km responsable de mouvements verticaux de 2000 m entre -7 Ma et l'Actuel est calculée dans Belledonne. La poursuite de ces mouvements après -65 000 ans est suggérée au niveau des Collines bordières par le basculement de dépôts quaternaires et l'inversion de la pente de la vallée du bas Gelon (40 à 100 m). Les captures successives de rivières au Sud de la confluence Arc-Isère (Arc, Bréda et Bens) sont interprétées en terme de tectonique. L'analyse des profils en long des torrents et la reconstitution d'un paléo-réseau hydrographique au Würm précoce permettent de proposer des vitesses de mouvements verticaux de 1,5 à 1,8 mm/an pour les derniers 65 000 ans. Une analyse analogue de la capture de la Romanche par le Drac, révèle des mouvements verticaux de l'ordre de 3,8 mm/an pour la même période de temps. L'ensemble de ces études suggère la superposition de deux tectoniques. longitudinale et transversale. La première s'enracine dans le socle, tandis que la seconde, est interprétée comme du glissement gravitaire affectant la couverture. La comparaison des nivellements révèle des mouvements verticaux à l'échelle du siècle. Nous proposons une origine tectonique pour expliquer certains d'entre eux. Les principaux mouvements verticaux de grande longueur d'onde mis en évidence sont par rapport à l'avant-pays, la surrection des massifs subalpins du Vercors (1 mm/an) et de la Chartreuse (1,5 mm/an) et celle du massif cristallin de Belledonne (1 à 1.5 mm/an). Ces mouvements peuvent traduire la continuité de la surrection plio*quaternaire de Belledonne. éventuellement associée à l'activité de son chevauchement crustal. Le bloc Devoluy - SE de Belledonne, partie la moins sismique des Alpes occidentales présente un affaissement de 0.8 à 1.9 mm/an par rapport à l'avant-pays (i.e. 2.5 mm/an par rapport au Vercors). Des mouvements localisés (> 0,7 mm/an) sont également mis en évidence dans cette région, les compartiments au Sud étant systématiquement affaissés par rapport à ceux au Nord. Le mouvement localisé le plus important se situe sur l'accident de l'Eau d'Olle (2,5 mm/an), ce qui en fait l'accident le plus actif connu dans les Alpes. Les mouvements tectoniques ainsi caractérisés s'expriment par une extension à composantes longitudinale (qui affecte le socle) et transversale (plus superficielle). L'extension longitudinale se maintient depuis le Miocène supérieur. En revanche, compte tenu des marqueurs utilisés, on n'enregistre la tectonique transversale que depuis l'interglaciaire Riss-Wünn (65 000 ans). Nous interprétons l'extension comme une conséquence de la surrection générale de la région étudiée. Plusieurs phénomènes semblent contribuer à celle surrection: - le chevauchement crustal de Belledonne depuis le Miocène; - un bombement régional d'origine mantellique depuis le Miocène su périeur: - le rebond post-glaciaire, dont la contribution actuelle à la surrection régionale semble cependant faible. En revanche, la déstabilisation gravitaire qui résulte du délestage glaciaire semble un phénomène majeur dans la déformation actuelle.

Les matériaux des zones de sutures et des nappes ophiolitiques représentent les témoins essentiels des différents stades d'évolution des anciennes aires océaniques et de leurs marges. Cette étude présente l'analyse lithostratigraphique et structurale des divers constituants de la suture téthysienne d'une partie des Alpes franco-italiennes nord-occidentales. Il s'agit plus précisément de l'étude du complexe des Schistes lustrés le long de la chaîne frontière franco-italienne dans la région du Mont Cenis (régions de Suse, Italie et de Lanslebourg, France). Une partie du massif péridotitique de Lanzo (Nord de Turin), dans ses limites avec le massif de Sesia notamment, la klippe des Schistes lustrés du Mont Jovet (région de Moûtiers, France) ainsi que la zone valaisanne à la latitude de Bourg Saint Maurice ont aussi été analysées. Ce travail, essentiellement qualitatif, tient compte des données pétrologiques, métamorphiques et radiochronologiques connues. Les Schistes lustrés appartiennent à trois ensembles distincts d'unités lithostructurales. Les deux ensembles inférieurs, issus de la paléomarge européenne pour le plus bas et du paléodomaine océanique pour l'autre, comportent des calcschistes et des marbres caractérisés par un détritisme syn-orogénique d'origine mixte, océanique et continentale. L'importance de ce détritisme, en volume et en taille des éléments remaniés, ophiolitique ou non, décroît notamment des unités océaniques les plus basses vers les unités hautes. Bien qu'encore sujettes à discussion, les datations des vestiges fossiles ainsi que les intervalles radio chronologiques des métamorphismes convergent tous vers une seule conclusion: ces schistes lustrés appartiennent au Crétacé supérieur. Nous avons donc affaire à des flyschs néocrétacés. L'unité la mieux connue de l'ensemble supérieur, non reconnue sur notre secteur d'étude, est constituée exclusivement de métasédiments terrigènes dépourvus de clastes ophiolitiques, datés du Crétacé terminal [Deville, 1986]. Ces dépôts du Crétacé supérieur sont interprétés comme les conséquences sédimentaires de deux épisodes essentiels de la fermeture de l'océan téthysien, à partir du Crétacé moyen et durant le Crétacé supérieur. Les Schistes lustrés de la région de Lanzo et le massif péridotitique de Lanzo d'une part, les Schistes lustrés de la Klippe du Jovet d'autre part, s'intègrent sans difficulté dans le schéma précédent. Les premiers s'apparentent à ceux des unités océaniques les plus basses structuralement, les seconds à ceux des unités océaniques les plus hautes. Un modèle lithosphérique du massif de Lanzo est par ailleurs proposé, dans lequel ce massif n'est plus en relation avec le manteau apulien, comme cela était présenté jusqu'à maintenant. La zone valaisanne en France, dans la région de Bourg-Saint-Maurice est en dernier lieu réexaminée. Le Flysch valaisan repose stratigraphiquement sur les Roches vertes du Versoyen. Les microfaunes découvertes, qui complètent celles connues, imposent d'attribuer à ce Flysch un âge post-barrêmo-aptien. En outre, les Roches vertes sont considérées comme issues d'un domaine cratonique aminci et partiellement océanisé, localisé sur la bordure occidentale du domaine briançonnais. Si ce complexe essentiellement volcanogènique se met en place pendant le Crétacé, si l'âge du métamorphisme qui l'affecte, calé vers 60-70 Ma, est confirmé et si le Flysch a connu au même moment ces mêmes conditions métamorphiques, alors ce dernier est post BarrêmoAptien et aussi anté-Tertiaire, c'est-à-dire en définitive Crétacé supérieur. En conclusion, un modèle d'évolution de la suture téthysienne est proposé, tenant compte des données de la transversale étudiée.