Le terme de « marge » est utilisé pour définir la bordure de la croûte continentale. En domaine extensif la déchirure de la lithosphère continentale (ou rifting) conduit à terme à la formation de deux marges dites passives, séparées par de la croûte océanique. Ces marges sont très représentées puisqu'elles bordent la grande majorité des masses continentales entourant les océans actuels : Atlantique, Indien, Antarctique, et Arctique. De plus, elles représentent le stade ultime d'évolution d'une zone de rift : elles conservent donc l'histoire des déformations subies par la lithosphère étirée. Par conséquent, l'étude de leur structure et de leur formation est essentielle pour améliorer les conceptions actuelles de l'extension lithosphérique. En effet, malgré l'abondance des données disponibles le long des marges passives et la complexification croissante des modèles, certaines questions concernant le comportement de la lithosphère en extension, notamment la nature et l'origine des mouvements verticaux de la marge au cours du rifting demeurent sans réponse précise. La partie orientale du golfe d'Aden représente un laboratoire idéal pour aborder l'étude des marges passives. Cette marge jeune (rifting oligo-miocène) et non-volcanique est exempte d'évaporites et c'est un des rares bassins où il est possible de suivre de manière continue l'évolution d'une marge depuis sa partie proximale jusqu'à la dorsale océanique. Par ailleurs, la partie proximale de la marge présente la particularité d'affleurer à terre ce qui a rendu possible une étude sédimentologique de terrain ainsi que le déploiement d'un réseau temporaire de stations sismologiques en 2003. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié les mouvements verticaux de la marge Nord du golfe d'Aden (Dhofar) par le biais de deux approches complémentaires. L'étude sédimentologique de terrain a permis d'établir un historique complet des différents mouvements verticaux associés au rifting. Elle révèle une phase de surrection burdigalienne à langhienne (~ 1 Ma) contemporaine de l'océanisation et/ou de la mise en place de la TOC (Transition Ocean Continent) dont l'amplitude est estimée à 700 m au minimum. Un second épisode de soulèvement, d'amplitude beaucoup plus faible (de l'ordre de la centaine de mètres), débute au Pliocène et se poursuit actuellement. La détermination de la structure très profonde de la marge (lithosphérique à asthénosphérique) a été effectuée par le biais d'une étude de tomographie télésismique. Le déploiement de 11 stations sismologiques large bande de mars 2003 à mars 2004 a permis d'enregistrer 284 téléséismes. L'étude tomographique révèle l'existence de deux anomalies principales sous la marge dhofari : (1) Une anomalie lente crustale, limitée aux premiers 20 km, liée aux épais dépôts sédimentaires de la Plaine de Salalah ; (2) Une anomalie lente asthénosphérique, située entre 170 et 200 km de profondeur environ. En nous appuyant sur le modèle de Goes et al. (2000), nous avons montré que le ralentissement des rais dans cette zone pourrait être rattaché à des phénomènes de fusion partielle. Cette zone de matériel plus léger pourrait être la cause du soulèvement observé dans les séries sédimentaires. Cependant, l'imagerie sismique ne nous permet pas d'évaluer l'âge de la mise en place de ce matériel mantellique anormal sous la marge Nord du Dhofar. L'élargissement de notre zone d'étude ainsi que des analyses géologiques et géophysiques complémentaires sont indispensables pour pouvoir totalement corréler ou non ces deux observations.

L'apprentissage statistique vise à prédire, mais aussi analyser ou interpréter un phénomène. Dans cette thèse, nous proposons de guider le processus d'apprentissage en intégrant une connaissance relative à la façon dont les caractéristiques d'un problème sont organisées. Cette connaissance est représentée par une structure arborescente à deux niveaux, ce qui permet de constituer des groupes distincts de caractéristiques. Nous faisons également l'hypothèse que peu de (groupes de) caractéristiques interviennent pour discriminer les observations. L'objectif est donc de faire émerger les groupes de caractéristiques pertinents, mais également les caractéristiques significatives associées à ces groupes. Pour cela, nous utilisons une formulation variationnelle de type pénalisation adaptative. Nous montrons que cette formulation conduit à minimiser un problème régularisé par une norme mixte. La mise en relation de ces deux approches offre deux points de vues pour étudier les propriétés de convexité et de parcimonie de cette méthode. Ces travaux ont été menés dans le cadre d'espaces de fonctions paramétriques et non paramétriques. L'intérêt de cette méthode est illustré sur des problèmes d'interfaces cerveaux-machines.

La méthode de datation par les traces de fission de l'uranium s'est révélée unique dans le domaine de la thermochronologie par sa capacité à retracer l'histoire finale du refroidissement et dela dénudation de massifs métamorphiques comme de l'histoire thermique de formations sédimentaires ou la datation de certains matériels volcaniques. Dans ce travail, nous décrivons cette méthode et présentons un ensemble de techniques analytiques mises au point et de calibrations réalisées dans le but d'utilisations ultérieures en géologie. Nous discutons quelques exemples d'application. Dans les Alpes occidentales françaises, l'analyse des traces de fission sur apatites d'échantillons issus du granite des Sept Laux (massif de Belledonne), dans la vallée de l'Eau d'Olle, suggère que cette méthode pourrait apporter une contribution dans la discussion actuelle sur l'origine de certaines vallées alpines. Ainsi, l'ouverture de cette vallée pourrait être la conséquence d'un jeu de failles actives depuis le Miocène moyen jusqu'à l'actuel. La caractérisation par traces de fission des apatites détritiques de dépôts fluviaux pourrait éventuellement être utilisée pour l'étude d'éventuels phénomènes de captures liées à des changements de régimes tectoniques. Nous avons ainsi étudié les apatites d'un paléodelta situé dans la moyenne vallée de l'Isère au niveau du sillon subalpin et de deux vallées, celles de l'Arc et du Bréda, situées en amont. La distribution des âges traces de fission de ces minéraux n'a pas confirmé un modèle suggéré récemment, qui proposait que le paléodelta étudié pourrait être associé à un "paléo-Arc" plutôt qu'à un "paléo-Bréda". Dans la Meseta occidentale marocaine, trois massifs granitiques (massif de Sebt Brikiine, de Ras El Abiod et de Hjir El Bark) situés dans les Rehamna ont fait l'objet d'une étude thermochronologique. L' analyse des traces de fission dans les zircons et les apatites de ces granites montre qu'ils ont enregistré les grands évènements thermotectoniques ayant affecté la Meseta depuis l'ouverture de l'Océan Atlantique central. Nous montrons comment un modèle de simulation numérique récemment proposé (1994) pour l'analyse des traces de fission dans les apatites permet de préciser l 'histoire thermique des massifs considérés depuis le dernier refroidissement au-dessous d'environ l20°C des échantillons analysés. Dans des travaux effectués antérieurement à l'apparition de ce modèle, nous avons montré, d'une part, que les sédiments de la marge transformante de Côte d'Ivoire-Ghana avaient connu une période de réchauffement entre 250°C et moins de 60°C post-datant largement, de manière inattendue, son "balayage" par une dorsale océanique. D'autre part, dans l'Ile d'Elbe, nous avons apporté les premières données "traces de fission" sur l'histoire de refroidissement de la granodiorite de Monte Capanne. Par ailleurs, au début des années 90, la méthode des traces de fission manquait encore de bons échantillons de référence pour la datation des verres volcaniques. A La suggestion de la Sous Commission de Géochronologie de l'International Union ofGeological Sciences, nous avons étudié les macusanites, obsidiennes du SE péruvien. Les résultats de ce travail suggèrent qu'il faut considérer avec réserve ces verres volcaniques en tant que standards d'âge potentiels, même s'ils conservent une certaine valeur comme matériel d'intercalibration entre laboratoires.

Dans la zone de suture de l'Indus en l'Himalaya du Ladakh, l'étude lithostratigraphique, biostratigraphique, sédimentologique, pétrographique et structurale, conduit à différencier plusieurs catégories d'unités: - les unités appartenant à la marge nord néotéthysienne ; - des témoins de l'espace océanique néotéthysien ; - des unités de marge distale sud néotéthysienne (nord-indienne), Ces données, associées à une interprétation en terme de stratigraphie séquentielle, permettent de préciser la paléogéographie du Bloc du Ladakh avant et pendant la subduction de la Néotéthys sous l'Eurasie, puis d'envisager son évolution structurale pendant la collision. * Avant la subduction, le bloc du Ladakh, situé vers l'équateur, se présentait sous la forme d'une vaste étendue de lithosphère océanique d'âge jurassique , moyen englobant quelques témoins isolés de nature continentale. * Le volcanisme d'arc y a débuté au Crétacé inférieur, avant l'Aptien (probablement au Barrémien), soit plus tôt que dans le Bloc de Lhasa (Albien). Les premiers épanchements volcaniques sous-marins voisinaient avec des turbidites volcano-sédimentaires et des flyschs à blocs, * Développement de l'arc insulaire : pendant la période Aptien-Albien inférieur se sont déposées, dans les bassins, des turbidites volcanodétritiques. Simultanément, des plates-formes carbonatées à rudistes s'installaient sur le pourtour des parties émergées de l'arc, Ensuite, tandis que les régions de l'arc intrudée par les plutons se soulevaient, le bassin d'avant-arc s'enfonçait, et voyait le développement des cônes sous-marins. Ce type de sédimentation s'est poursuit jusqu'au Paléocène supérieur, * Derniers dépôts marins: à partir de la fin du Paléocène le bassin d'avant-arc devint le siège d'une épaisse sédimentation marine infra à supra-littorale détritique, admettant des passées lenticulaires de calcaires bioclastiques. A la fin de l'Eocène inférieur, le bassin marin résiduel situé entre les deux marges disparut brutalement, sous l'effet conjugué de la collision et d'un pic régressif eustatique accusé. * structuration pendant la collision: la partie sud du bassin d'avant-arc fut affectée par des chevauchements vers le Sud. Ensuite, les unités structurales ainsi crées furent redressées et basculées vers le Nord. Dans la zone de suture s'individualisa alors le bassin des formations continentales d'épisuture, dont le substratum était constitué d'unités structurales des deux anciennes marges. Au cours des stades ultimes du serrage, cet ensemble fut affecté par des charriages à vergence nord.

Cette thèse présente une analyse structurale et thermique des marges passives crétacées inversées dans la Zone Nord Pyrénéenne (ZNP). L'application du paléothermomètre RSCM (spectrométrie Raman de la matière carbonée) sur plus de cent échantillons répartis à travers la ZNP permet de préciser l'évolution thermique de la déchirure continentale. Un métamorphisme de haute température (450 à >600°C) se développe particulièrement au droit de zones ou la croûte continentale est extrêmement amincie voire éliminée. Les sédiments pré- et syn-rift sont marqués par une intense déformation ductile. L'analyse à l'EBSD des fabriques minérales indique une déformation de Haute-température contemporaine du métamorphisme HT-BP. Les conditions de mise en place crustale des péridotites et leur exhumation localisée sont examinées dans les localités d'Urdach, Saraillé-Tos de la Coustette, Moncaup, Lherz, Caussou-Bestiac et Salvezines. Les résultats indiquent un boudinage de la croûte continentale au cours du processus de rifting. Des décollements de couverture, principalement localisés dans les évaporites triasiques conduisent à la superposition directe des sédiments pré-rift sur le manteau exhumé. La notion nouvelle de soutirage crustal est introduite pour désigner ce processus dans lequel l'écoulement gravitaire ne joue pas un rôle principal. La caractérisation sédimentologique, pétrographique et isotopique (O et C) des différentes formations de brèches et ophicalcites observées à proximité des corps de péridotites permet de reconstituer les étapes de l'exhumation du manteau en pied de marge. Enfin de nouvelles datations permettent de mieux contraindre le calendrier des évènements successifs.

L'objectif principal de ce travail de thèse est de développer un score mesurant la pigmentation de la peau à partir d'images spectrales. L'objectif final est de construire un outil plus objectif et au moins aussi performant que les outils cliniques, dans l'évaluation de l'effet des traitements agissant sur l'hyper-pigmentation de la peau. Cet outil a pour vocation à être utilisé dans des essais cliniques. Le travail se focalise sur le mélasma qui est une pathologie pigmentaire symétrique due principalement à des troubles hormonaux et à l'exposition au soleil. Pour évaluer la sévérité de cette pathologie et son évolution sous traitements, deux types de classification sont proposés. Le premier concerne une classification binaire entre tissu sain et tissu pathologique. Le second consiste à définir différents niveaux de sévérité pour les tissus pathologiques. La première classification s'inscrit dans le cadre de la classification dans des espaces de grande dimension. Un outil de réduction de dimension associé à un algorithme de classification par séparateurs à vaste marge a été développé. Cet outil est issu d'une comparaison des techniques de poursuite de projection et de séparation de sources, ainsi que des méthodes d'automatisation pour estimer la dimension de l'espace d'arrivée, et l'estimation des différents groupes de bandes spectrales dans le cas de la poursuite de projection. La seconde classification vise à mesurer un critère clinique de sévérité de l'hyperpigmentation. Ce critère clinique comprend trois composantes : surface, contraste et homogénéïté. La composante de surface découle de la classification entre tissus sains et tissus pathologiques. Une méthodologie d'estimation de combinaison de bandes spectrales tenant conjointement compte de la signature spectrale et de la cinétique de l'effet d'un traitement sur toute une étude clinique est proposée afin d'obtenir un critère de contraste. Pour obtenir un critère d'homogénéïté spatiale, une approche fondée sur l'analyse multi-échelles de champs gaussiens et issue de la méthodologie du "statistical parametric mapping" est employée entre deux dates d'acquisition.

Le but de ce travail est l'étude sédimentologique de l'unité pennique la plus externe, la zone subbriançonnaise, ceci dans le cadre plus vaste de l'évolution de la marge téthysienne européenne de la Téthys, entre la fin du Trias et la fin du Crétacé. Dans la région comprise entre la vallée de la Durance au Sud et le col du Galibier au Nord, le Subbriançonnais est connu surtout comme une nappe de charriage complexe, coincée entre le Briançonnais et l'ensemble Dauphinois- Ultradauphinois. Elle comporte du S au N, l'unité de St-Apollinaire-La Martinasse et l'unité de Piolit, plus interne, puis celle de Vallouise, enfin les digitations du Petit Galibier et du Lauzet Roche Olvera, celles-ci en position externe et interne respectivement. Le Subbriançonnais présente aussi une véritable identité paléogéographique. Replacé dans le contexte de l'évolution de la marge téthysienne, le secteur subbriançonnais des Hautes - Alpes paraît se relier à la fois au Briançonnais par l' émersion liasique et pendant le Dogger au domaine dauphinois, dont il constitue la bordure orientale, "pennique" , symétrique de celle de l'Ardèche. Le Subbriançonnais se relie au contraire franchement au Briançonnais de l'Oxfordien au Paléocène: ces deux domaines connaîtront une destinée commune jusqu'au Crétacé inférieur du fait de leur situation sur la pente de la marge continentale et jusqu'au Tertiaire par leur comportement vis - à- vis des efforts tectogéniques

L'inversion des marges passives apparaît comme le premier stade vers l'initiation de nouvelles zones de subduction. Cette étape cruciale dans la tectonique des plaques soulève néanmoins encore de nombreuses questions. L'étude des marges actuellement réactivées en compression apparaît ainsi comme essentielle pour mieux comprendre ce processus. Ces marges sont peu nombreuses, situées dans des contextes géodynamiques variés, et les facteurs déterminant leur évolution mal contraints. Située au nord de l'Afrique, la marge algérienne fait partie de ces rares exemples potentiels à travers le monde. L'évolution de cette marge formée au Miocène en contexte d'arrière-arc s'intègre dans le puzzle complexe de l'histoire de la Méditerranée occidentale. Elle est depuis quelques millions d'années réactivée en compression dans le cadre de la convergence lente entre les plaques européenne et africaine, générant un potentiel sismogène fort au nord de l'Algérie. La relative jeunesse du bassin algérien, la charge sédimentaire, les forces aux limites compressives, constituent des conditions favorables à la formation d'une future subduction. A la suite des travaux menés depuis une dizaine d'années, les principales lacunes de connaissances identifiées portent sur (1) la structuration profonde du bassin algérien et de sa marge sud (type de marge, nature du socle, dimension et nature de la transition océan-continent, style et distribution de la déformation compressive), et (2) l'histoire de l'évolution cinématique et géodynamique du bassin, ce qui limite à l'heure actuelle une analyse approfondie des modalités d'inversion de cette marge. L'étude menée se focalise sur la marge centre-algérienne, dans le secteur de Tipaza (à l'ouest d'Alger), un endroit clé pour la compréhension des mécanismes d'ouverture du bassin algérien. Le traitement et l'analyse de nouvelles données de sismique profonde grand-angle et multitrace acquises dans le cadre du projet franco-algérien SPIRAL (Sismique Profonde et Investigations Régionales en Algérie, 2009) ont notamment permis de déterminer la structure crustale du bassin algérien et de sa marge sud, ainsi que la structuration pseudo-3D d'une structure spécifique au secteur d'étude constituée par le haut topographique sous-marin de Khayr-al-Din. L'analyse de la structure profonde de la marge indique un certain nombre de structures héritées de son évolution complexe: (1) une croûte de nature continentale de plus de 15 km d'épaisseur sur le haut de marge (banc de Khayr-al-Din), (2) une croûte fine de nature océanique de 5-6 km d'épaisseur dans le bassin incluant des vitesses légèrement élevées à sa base (7,2 km/s - 7,3 km/s), (3) des similitudes avec des marges formées dans des contextes de déformation transformante, (4) un approfondissement progressif de l'ensemble de la pile sédimentaire et l'épaississement des sédiments Plio-Quaternaire, depuis le bassin profond distal vers le pied de marge, coïncidant avec (5) une flexuration à grande longueur d'onde du socle. Les résultats obtenus apportent de nouvelles contraintes sur (1) la géométrie et la nature de la marge et du bassin, (2) l'évolution de la marge, suggérant une histoire multiphasée comprenant un stade de rifting et/ou d'accrétion océanique, suivi d'un épisode de déformation coulissante tardive liée à la migration du bloc Alboran vers l'ouest, et d'une reprise en compression distribuée du bassin profond au haut de la marge au Plio-Quaternaire; (3) les modalités de réactivation qui se traduisent par des chevauchements aveugles néoformés à pendages sud, notamment au pied du banc de Khayr-al-Din, suggérant un soulèvement du banc de 0,2 mm/an à 0,75 mm/an au Plio-Quaternaire et un début d'écaillage crustal.

La formation de la chaîne de montagne d'Oman est associée à l'inversion tectonique de la marge continentale arabe qui bordait la partie sud de l'océan Néotéthys entre la fin du Paléozoïque et le Crétacé supérieur. Les unités sous-ophiolitiques des montagnes d'Oman sont étudiées dans le but de caractériser les différents stades de formation de ce segment de marge néotéthysien. L'étude se focalise sur les périodes d'activité volcanique du Permien et du Trias qui ont accompagné la formation de la marge arabe et dont les témoins sont retrouvés sur l'ensemble du domaine sud téthysien (Himalaya, Oman, Méditerranée orientale).<br /> Une reconstitution syn-rift de la plate-forme continentale omanaise est proposée au Permien moyen sur la base de nouvelles observations structurales et stratigraphiques menées dans les massifs du Saih Hatat et du Jabal Akhdar. L'analyse structurale porte en particulier sur les structures extensives synsédimentaires permiennes, et sur la comparaison à l'échelle régionale des variations latérales de faciès et d'épaisseur (Formation Saiq, massifs du Jabal Akhdar et du Saih Hatat). Les structures extensives indiquent des directions d'étirement principalement orientées ENE-WSW. Une composante d'étirement NS est observée localement et associée à des mouvements de très faible ampleur. Le dépliage des séries déformées de la plate-forme indique que ces directions d'extensions correspondent aux directions principales des variations d'épaisseur et de faciès des séries permiennes. Ceci suggère qu'elles représentent les témoins inversés des structures majeures qui ont contrôlé la plate-forme arabe. Les structures observées sont contemporaines de l'épisode volcanique intraplaque du Murghabien, et correspondent à un épisode tectonique court (< 5 Ma).<br />Le volcanisme du Trias moyen-supérieur omanais met en place de faibles volumes de laves sur différentes parties de la marge continentale arabe. Il est contemporain d'une remobilisation de la marge, associée à des soulevements locaux, et à des glissements gravitaires de la couverture sédimentaire. L'analyse géochimique montre qu'il s'agit d'un magmatisme intraplaque, qui a probablement subi une contamination crustale. Les compositions isotopiques (Nd, Pb) des laves triasiques sont comparables à celles des laves alcalines du Permien, suggèrant une remobilisation du manteau hérité (principalement de l'épisode Permien) plutôt que l'intervention d'un nouveau point chaud.<br />Finalement, il est proposé un modèle polyphasé pour la formation et l'évolution de la marge continentale omanaise. La formation initiale correspondrait à une marge volcanique associée au point chaud Permien centré sur les trapps du Panjal. Les orientations des structures observées indiquent que ce segment de marge pourrait être situé à l'extrémité septentrionale de l'ouverture Inde-Madagascar/Arabie-Afrique. La remobilisation et le volcanisme triasique pourraient être générés par une réorganisation cinématique du domaine téthysien, lors du début de la collision des blocs cimmériens (Iran) avec la Laurasia.

L'analyse des propriétés magnétiques et géochimiques de quatre carottes de sédiments marins provenant de la marge Nord-Ouest Américaine a permis de reconstituer les dynamiques de la sédimentation terrigène et des processus post-dépôt, liés aux changements climatiques et océanologiques au cours du dernier cycle glaciaire-interglaciaire (0-120 000 ans). Les carottes proviennent de trois sites localisés sur les côtes Californienne et Mexicaine : le Bassin de Santa Barbara (35°N), la marge de Basse Californie (23°N) et le Golfe de Tehuantepec (15°N). Les composantes terrigènes et biogènes des sédiments sont apportées suivant une dynamique saisonnière marquée et s'accumulent rapidement (35 à 150 cm/ka). La dégradation de la matière organique et la faible ventilation des eaux engendrent une réduction des taux d'oxygène dissous des eaux entre 300 et 800 m de profondeur, qualifiée de zone de minimum d'oxygène du Pacifique Est. <br />Les paramètres magnétiques permettent de tracer les variations de concentration, nature et taille des grains magnétiques. Deux types de minéraux ferromagnétiques peuvent être détectés : les oxydes de fer terrigènes (magnétite, hématite, goethite) et les sulfures de fer authigènes (greigite, Fe3S4 et pyrrhotite, Fe7S8). Des mesures d'éléments majeurs et traces par fluorescence X (XRF) sur des intervalles-clés des carottes ont permis de préciser ces interprétations. Les rapports isotopiques de l'oxygène et du carbone mesurés sur des foraminifères planctoniques et benthiques dans la carotte du Golfe de Tehuantepec ont permis de reconstituer les variations des caractéristiques physico-chimiques et la structure de la colonne d'eau. <br />Les séquences sédimentaires, datées par corrélation de profils de susceptibilité magnétique, âges 14C sur des foraminifères et identification d'excursions paléomagnétiques, couvrent la transition glaciaire-interglaciaire (0-40 ka) et l'une d'elles couvre le dernier cycle climatique (0-120 ka). <br />Les fortes concentrations en oxydes de fer dans les sédiments glaciaires des trois sites suggèrent de forts apports terrigènes sur la marge NO américaine et notamment de forts apports éoliens (hématite et goethite) lors du dernier maximum glaciaire (20-16 ka BP). Des sulfures de fer de différents degrés de réduction détectés dans les sédiments du Bassin de Santa Barbara ont été interprétés en termes de conditions d'oxygénation des eaux de fond. La succession de phases anoxiques (pyrite, FeS2) et dysoxiques (moins anoxiques, sulfures ferrimagnétiques) est en accord avec l'indice de bioturbation de Behl et Kennett (1996) pour les derniers 15 ka et révèle l'existence de périodes dysoxiques lors des refroidissements abrupts de l'Atlantique Nord. Dans le Golfe de Tehuantepec, la thermocline était moins profonde pendant la déglaciation (16-10 ka BP) que pendant l'Holocène (10-0 ka BP) et la présence de gypse (CaSO4) authigène, formé par réoxydation de pyrite, dans les sédiments suggère une meilleure oxygénation des eaux de fond pendant les stades glaciaires.