Les recherches systématiques de minéralisations de divers éléments métallifères, entreprises dans le Massif armoricain au début des années 60 par le B.R .G.M., ont abouti à la découverte d'indices puis de gîtes de type ama~ sulfuré à Pb, Zn, Cu, Fe, Ag d'âge briovérien (Rouez) et paléozoïque : Porte-aux-Moines (amas sulfuré sur appareil volcanique), Bodennec (hydrothermal sédimentaire). Ces deux derniers sont d'âge dévonien inférieur et sont antérieurs à la Formation des "Grès de Landévennec". A la suite de la découverte d'anomalies géochimiques et géophysiques sur le secteur de Gouézec - St Thois le B.R.G.M. a décidé d'implanter des sondages carottés sur la zone de Torhoat : ils ont recoupé des niveaux minéralisés. La présente étude, proposée par le B.R.G.M. a pour objectif de définir le cadre géologique de cette minéralisation. Des travaux cartographiques et l'étude des sondages ont permis d'identifier six formations (sédimentaire, volcano-sédimentaire et volcanique) datées du Silurien au Carbonifère . Le volcanisme observé sur ce secteur est bimodal : - les faciès volcaniques basiques possèdent des affinités tholéïtiques de type intraplaque . - les volcanites acides s'apparentent à des ignimbrites . L'étude géophysique a permis de mettre en évidence des structures ("axes lourds") et de préciser les limites entre les formations . L'évolution tectono-métamorphique se traduit par l 'existence de deux périodes de tectogenèse : - la première synschisteuse et la seconde caractérisée "namuro- westphalienne". métamorphique est rapportée à la phase "bretonne" par un décrochevauchement est attribuée à la phase L'étude de la minéralisation a permis d ' identifier deux niveaux porteurs situés dan s deux formations différentes : - le premier est de type sédimentaire distal - le second est submassif stratiforme (à blende dominante), intimement lié à des volcanites acides . Les travaux cartographiques, l'étude des sondages, structurale et micropaléontologique ont permis d 'attribuer un âge Dévonien moyen à supérieur à ces minéralisations. La dé couverte du niveau minéralisé submassif stratiforme, à ce jour inconnu dans le secteur de Gouézec - St Thois peut constituer un argument favorable à la relance de l 'étude des indices sulfurés dans la partie terminale du Paléozoique . Ces é tude s furent abandonnées à la suite des travaux sur les gisements de Porte-aux-Moines et de Bodennec qui concluaient à l 'existence d' une seule minéralisation da tée du Dévonien inférieur dans le bassin de Châteaulin (synclinorium médian).

Les aquifères superficiels du Massif armoricain constituent une partie non négligeable des réserves en eau de la Bretagne et comprennent les réseaux de fractures, les altérites et les accumulations sédimentaires tertiaires et quaternaires, avec en particulier les formations sableuses yprésiennes, mio-pliocènes et pléistocènes. La connaissance de la mise en place, de la géométrie et des connexions possibles entre ces divers types d'aquifères est devenue un enjeu capital, compte-tenu des problèmes environnementaux actuels. L'étude des aquifères superficiels du Massif armoricain, en dehors, des réseaux de fractures, apporte des éléments importants qui devront servir de documents de base à la caractérisation des paléogéographies tertiaires et quaternaires et à la recherche en hydrogéologie. La cartographie des altérites dans la région des Landes du Mené montre que les profils d'altération peuvent être préservés sur des superficies plus importantes que ce qui était proposé jusqu'à présent (plusieurs dizaines de km2). Cette cartographie a également permis de mettre en évidence des mouvements relatifs le long de la faille Quessoy/Nort-sur-Erdre. La prolongation de cette cartographie à la région de Ploërmel, au sud des Landes du Mené, met en évidence le décapage progressif des altérites, phénomène interprété comme le résultat des transgressions marines oligocènes et/ou miocènes, ou comme le résultat de déformations encore mal contraintes. Dans ces régions, les altérites, principalement d'origine latéritique, et les silcrètes pédologiques qui les recouvrent localement, caractérisent la surface éocène. Un premier schéma de répartition des altérites a pu être construit à partir de la caractérisation de la surface éocène à l'échelle du Massif armoricain grâce au pointé des silcrètes décrites dans la littérature et de celles provenant de levés de terrain complémentaires. L'étude des formations sableuses a permis de montrer que : - les sables yprésiens, à Noirmoutier, correspondent à la migration de deltas de Gilbert dans un environnement lagunaire. Ces deltas sont surmontés par un corps sableux dont l'origine est encore mal contrainte ; - les sables mio-pliocènes, d'origine fluvio-estuarienne, ont été préservés dans un réseau de paléovallées durant deux cycles de variation du rapport A/S (Accomodation/Flux sédimentaire), suivant une tendance rétrogradante générale ; - les sables pléistocènes, à Pénestin, ont une origine fluvio-estuarienne et pourraient, au moins en partie, correspondre à une paléo-Loire.

Le Massif armoricain est un domaine de socle cadomo-varisque ouest-européen de faible altitude (maximum 400m), caractérisé par des surfaces d'aplanissement, dont l'évolution géologique et géomorphologique mésozoïque et cénozoïque est débattue. L'objectif de cette étude est de reconstituer la croissance du relief de ce massif. Une analyse géomorphologique, à terre et à mer, des surfaces d'aplanissement à été réalisée. Celle-ci est basée sur leur (i) cartographie, (i) chronologie relative, (iii) relations avec les profils d'altération et (iv) datation au moyen des dépôts sédimentaires datés les fossilisant. Six surfaces d'aplanissement ont été identifiées et datées et la plupart sont exhumées. Elles sont d'âge anté-Jurassique inférieur (PS1 à PS3), anté-Jurassique moyen (PS4), ante-Crétacé inférieur (PS5) et Paléocène (PS6). Au moins deux phases d'enfouissement/exhumation ont été identifiées : (1) un enfouissement au cours du Jurassique suivi d'une exhumation au Crétacé inférieur et (2) un enfouissement au Crétacé supérieur suivi d'une dénudation du Crétacé terminal à l'Éocène inférieur. La première période d'exhumation est probablement reliée à l'initiation puis l'ouverture du rift entre les paques Ibérie et Eurasie (Golfe de Gascogne) et la seconde à la convergence entre ces deux plaques. Enfin, les mouvements verticaux cénozoïque du massif ont été quantifiés à partir (i) de la position des sédiments marins datés et de milieu de sédimentation connus et (ii) des paléoniveaux marins respectifs de ces dépôts déduits de différentes chartes eustatiques. Ces travaux mettent en évidence (i) une surrection au Paléocène, (ii) une susidence à l'Éocène supérieur et (iii) la surrection déjà caractérisée au Pléistocène. / The Armoricain massif is a west-european Cadomo-variscan domain of low altitude (maximum 400 m), characterized by planation surfaces, whose Mesozoic and Cenozoic geological and geomorphological evolution is still debated. The purpose of this study is to retrace the growth of this relief. A geomorphological analysis of the planation surfaces was performed on land and at sea. It is based on their (i) mapping, (ii) relative chronology, (iii) relationships with weathering mantles and (iv) dating using dated sediments that seal those them. Six stepped planation surfaces have been identified and mapped and most of them are exhumed. They are pre-early Jurassic (PS1 to PS3), pre-middle Jurassic (PS4), pre-late Cretaceous (PS5) and Paleocene (PS6). At least two phases of burial and exhumation have been identified: (1) burial in Jurassic time followed by denudation during the early Cretaceous and (2) burial in late Cretaceous time followed dy denudation during the latest Cretaceous to early Eocene. The first period of exhumation is probably related to the initiation and break-up of the rift between Iberia and Eurasia (Bay of Biscay) and the second to the convergence betwenn these two plates. At last, Cenozoic vertical movements of the massif have been quantified from (i) position of dated marine sediments of known depositional environment and (ii) their respective paleo-sea levels deduced from different eustatic charts. This work highlights (i) Paleocene uplift, (ii) late Eocene subsidence and (iii) the already characterized Pleistocene uplift.

L'unité de Saint-Georges-sur-Loire située dans le domaine ligérien entre la ride de Lanvaux-Les-Ponts-de-Cé au Nord et la faille de Nort-sur-Erdre au Sud constitue une zone clef pour la compréhension de la géodynamique hercynienne. Cette unité est constituée de deux sous-unités distinctes, l'unité sans blocs schisto-gréseuse au Nord (Ordovicien inférieur à Silurien inférieur) et l'unité à blocs, schisto-gréseuse et volcanique au Sud. L'unité à blocs méridionale est considérée comme un olistostrome dévonien à blocs mono- ou poly-lithologiques de nature et d'âges variés : radiolarites (Silurien), calcaires (Silurien sup. à Dévonien moy.), laves et tufs basiques (Silurien), rhyolites et grès. Ces blocs sont remaniés au sein d'une matrice schisto-gréseuse d'âge probable Dévonien moyen à supérieur. Cette unité à blocs est déformée par des plis synchisteux déversés vers le Nord et présente une linéation d'allongement N-S à N60E ; elle chevauche l'unité sans blocs. Des plis droits ou légèrement déversés vers le Nord sont rencontrés dans l'unité sans blocs, ainsi qu'une linéation minérale et d'allongement NW-SE de plus en plus marquée à mesure que l'on se rapproche de la bande ductile de Lanvaux, où elle s'exprime pleinement. L'unité à blocs constitue également une zone intermédiaire entre des terrains paléozoïques peu métamorphiques à vergences nord dans le sous-domaine ligérien septentrional et des terrains impliqués dans la structure de nappes de Champtoceaux et le métamorphisme de haute pression, à structures vers le Sud dans le sous-domaine méridional. Une nouvelle interprétation géodynamique intégrant toutes les données disponibles est donc proposée afin de replacer l'unité de Saint-Georges-sur-Loire dans un schéma interprétatif à plus grande échelle. Cette interprétation précise l'évolution du domaine nord gondwanien et de la marge sud de la microplaque Armorica au Paléozoïque. Elle souligne l'existence de zones de subductions diachrones et de vergences opposées au sein de la microplaque Armorica, met en valeur le rôle de la faille de Nort-sur-Erdre, considérée comme une zone de suture polyphasée majeure en Armorique et précise la nature géotectonique de l'unité de Saint-Georges-sur-Loire, formation chaotique déposée dans un prisme d'accrétion lié à la fermeture du « rift du Layon ».

Un des problèmes non résolus en sismologie concerne l'occurrence de séismes de forte intensité dans des régions intra plaques à faible déformation. Ce paradoxe (forte magnitude, faible déformation) a été l'objet de nombreux travaux qui intéressaient surtout la zone de New Madrid et le Canada. Cette thèse présente un même type d'étude pour la France et particulièrement pour le centre et l'Ouest où nous bénéficions de bons catalogues de sismicité, de connaissances géologiques précises et de récents résultats de géophysique. Le travail effectué concerne tout d'abord une révision de la sismotectonique dans une région englobant la Normandie, la Bretagne, la Charente et le Massif Central. L'augmentation du nombre de stations sismologiques permet en effet une ré-évaluation de la connaissance sismotectonique régionale, par une relocalisation des séismes, le calcul de nouveaux mécanismes au foyer et par une meilleure définition des champs de contraintes obtenus par inversion des mécanismes au foyer. Ce travail met en évidence un champ décrochant à compression NW-SE de signification régionale, mais aussi trois perturbations extensives au niveau du sud de la Bretagne, du seuil du Poitou et de l'est du Massif Central. L'échelle des perturbations, argumentent en faveur de processus d'ampleur crustale à lithosphérique. Nous proposons d'associer ces perturbations (Bretagne, Poitou) à l'influence d'une force de traction initiée dans Golfe de Gascogne, au niveau de la marge de Galice et pour le Massif Central, à la surrection sous l'effet de la remontée d'un panache mantellique à la base de la lithosphère. L'étude de la répartition des failles, du flux de chaleur et des solutions d'Euler, calculées à partir de l'anomalie de Bouguer régionale, permet de mieux comprendre la distribution des séismes, la concentration des contraintes et l'occurrence de séismes de magnitude supérieure à 4 dans cette région à très faible déformation. Des modélisations thermomécaniques 2D et 3D tenant compte des facteurs à la fois structuraux, thermiques et rhéologiques permettent de valider ces hypothèses.

Le phénomène de mélange magmatique est étudié à l'aide d'une double approche pétrologique et analogique. L'injection d'un nouveau magma dans un réservoir magmatique qui nous intéresse ici, représente le stade initial de mise en contact de deux magmas contemporains et contrôle les possibilités ultérieures d'homogénéisation. L'étude pétrologique porte sur deux intrusions cadomiennes du Nord du Massif Armoricain : (a) l'Intrusion de Coëtmieux-Fort La Latte (ICFL) présente une grande variété de structures syn-plutoniques (filons, enclaves microgrenues) alors que (b) l'Intrusion de Saint-Brieuc (ISB) est essentiellement constituée de produits , hybrides. Afin de prolonger les études antérieures sur l'injection (a) en trois dimensions dans des fluides newtoniens et (b) en deux dimensions (cellules de 'Hele Shaw) dans un milieu non-newtonien viscoplastique, des expériences analogiques d'injection d'eau dans un fluide non-newtonien viscoplastique (suspension d'argile) ont été réalisées dans un dispositif tridimensionnel. Les domaines d'existence des différents phénomènes et régimes d'écoulement en , sont déduits. Ils permettent de cerner les conditions de formation des structures géologiques notamment lorsqu'e(les sont planes. En conclusion, (a) dans l'ICFL la plupart des structures syn-plutoniques (y compris les enclaves) ont pu se former alors que le pluton avait atteint son site de cristallisation alors que (b) dans l'ISB, les interactions ont été plus précoces (plus haute température) et l'hybridation a eu lieu au cours de l'ascension du magma.

L'ensemble des travaux rassemblés dans ce mémoire contribue à la connaissance de l'orogène cadomien dans le Nord-Est du Massif Armoricain et en Manche Occidentale. Une double approche, géologique et géophysique est envisagée. Les principaux résultats obtenus sont les suivants: La structuration des terrains briovériens (Protérozoique supérieur) du Nord-Est du Massif Armoricain (Cotentin) résulte en grande partie de l'évolution tectonométamorphique cadomienne régie par le fonctionnement de grands chevauchements crustaux (à vergence nord et sud) synchrones de la mise en place des plutons dioritiques des Moulinets, de Jardeheu (batholite de La Hague), de Coutances et du granit\:: de la Cl,apelle du Fest (région de Coutances-Granville). L'évolution du métamorphisme définie par la construction d'un chemin Pression-Température-tempsdéfor mation traduit un contexte géodynamique de collision selon le processus : chevauchement -épaississement crustal- remontée - érosion. La modélisation des anomalies magnétiques, définissant en Manche Occidentale une suite de marqueurs linéaires d'orientation générale NE-SW, permet de préciser les paramètres (physiques et géométriques) des corps responsables des anomalies et montre l'existence d'un axe de divergence magnétique d'orientation N 70. Une interprétation de l'extrémité méridionale des profils de sismique réflexion profonde SWAT dans le Golfe normano-breton (SWAT 07-08-09-10) confirme l'existence de grands accidents crustaux assimilables à des chevauchements. L'étude tectonique et métamorphique des terrains briovériens de la presqu'île du Cotentin et les diverses signatures géophysiques (corps magnétiques à pendage nord et sud, existence de chevauchements synthétiques et antithétiques liés à la subduction cadomienne) sont compatibles avec une interprétation de l 'orogène cadomien en termes de tectonique des plaques. Le modèle proposé pour cette orogenèse "vieille de 600 Ma" se caractérise par une chaîne à double déversement.

Dans le Massif armoricain (nord-ouest de la France), plusieurs ensembles lithiques rattachés au Paléolithique moyen témoignent d'une composition lithologique mixte où le silex est associé à une autre roche ou minéral (dolérite, microgranite, tuf volcano-sédimentaire, quartz). Une étude approfondie de ces matières premières, associant leur taille expérimentale, des essais mécaniques et des analyses pétrographiques, a été menée parallèlement à l'analyse techno-économique de cinq de ces industries.<br />Les résultats de cette étude mettent en évidence les réponses adaptatives opérées au niveau des modalités d'exploitation de ces matières premières et de la gestion de leurs produits. Ils permettent ainsi de préciser l'influence des matières premières sur la production lithique.<br />Ce travail contribue à une meilleure connaissance des comportements techniques et économiques de populations néandertaliennes, tout en alimentant le débat sur la variabilité des industries lithiques au Paléolithique moyen.

Les tourbières holocènes des marais du Cotentin reposent sur des bassins sédimentaires sableux aquifères (K = 10-3 – 10-4 m.s-1) dont l'exploitation AEP crée des conditions hydrogéologiques variables dans le temps et dans l'espace sur un site donné. Deux années de suivi hydrogéologique et hydrochimique, ainsi qu'une modélisation hydrogéologique du fonctionnement de la zone humide ont permis de montrer que :<br />- Le fonctionnement hydrologique de la tourbière est contrôlé par celui de l'aquifère des sables et l'existence même de la tourbière est directement liée à sa présence ; <br />- Les conditions hydrologiques influencent directement la variabilité spatio-temporelle des conditions redox du milieu et donc les réactions biogéochimiques mises en jeu dans la tourbière ;<br />- La modélisation de la zone humide a mis en évidence la sensibilité et la vulnérabilité de ces écosystèmes à la pression anthropique (pompage) et/ou l'évolution globale du climat.

Les granites peralumineux sont les acteurs principaux de la différentiation de la croûte continentale et représentent un enjeu sociétal important car ils sont associés à de nombreux gisements métallifères. Dans la chaîne hercynienne européenne, la majorité des gisements hydrothermaux d'uranium (filons ou épisyenites) sont associés à des leucogranites peralumineux d'âge tardi-carbonifère. Ainsi dans le Massif armoricain, 20000 t d'uranium (U) (~20% de la production historique française), ont été extraites des gisements associés aux leucogranites de Mortagne, Pontivy et Guérande. L'objectif de ce travail est de mieux comprendre le cycle de l'uranium dans la chaîne hercynienne armoricaine depuis la source des leucogranites, leur évolution et leur mise en place dans la croûte supérieure jusqu'à leur lessivage par des fluides, la formation des gisements puis leur exhumation en sub-surface. Dans ce but, des données pétro-géochimiques, géochronologiques et thermochronologiques ont été obtenues sur les leucogranites de Guérande, Pontivy et leurs gisements d'uranium associés. Les leucogranites de Guérande et de Pontivy se sont mis en place, respectivement, à ca. 310 Ma dans une zone de déformation extensive dans le domaine interne de la chaîne et ca. 315 Ma dans le domaine externe le long du cisaillement sud armoricain (CSA), une faille décrochante d'échelle lithosphérique. Les deux leucogranites sont issus d'un faible taux de fusion partielle de métasédiments détritiques et d'orthogneiss peralumineux, la fusion de ces derniers ayant vraisemblablement joué un rôle majeur dans la richesse en uranium des leucogranites. La fusion de la croûte continentale dans la zone interne de la chaîne a été induite par l'extension tardi-orogénique alors que la fusion de la croûte mais aussi du manteau dans la zone externe était probablement contrôlée par une déformation décrochante diffuse. La cristallisation d'oxydes d'uranium magmatiques dans les facies les plus évolués des leucogranites au moment de leur mise en place a été vraisemblablement rendue possible grâce à l'action combinée de la cristallisation fractionnée et d'une activité magmatique-hydrothermale diffuse. De ca. 300 Ma à 270 Ma, une activité tectonique fragile le long du CSA et des détachements a permis l'infiltration de fluides météoriques oxydants en profondeur induisant la mise en solution des oxydes d'uranium des leucogranites. Ensuite, les fluides ont précipité leur U dans des failles ou des fentes de tension à proximité du contact avec des lithologies sédimentaires avec un caractère réducteur variable. Les leucogranites étaient toujours en profondeur à des températures supérieures à 120°C au moment de la formation des gisements et leur exhumation en sub-surface n'est pas enregistrée avant le Trias ou le Jurassique. Ce modèle métallogénique n'est probablement pas exclusif au Massif armoricain car la période de formation des gisements d'U dans la région entre 300 et 270 Ma est la même que dans l'ensemble de la chaîne hercynienne européenne. / Peraluminous leucogranites are the principal actors for the differentiation of the continental crust and play an important economic role because they are commonly associated with significant metalliferous deposits. Most hydrothermal uranium (U) deposits (vein or episyenite types) from the European Hercynian belt are spatially associated with Carboniferous peraluminous leucogranites and in the French Armorican Massif (western part of the European Hercynian belt) 20000 t of U (~20 % of the French production) were extracted from the deposits associated with the Mortagne, Pontivy and Guérande leucogranites. The objective of this work is to improve our knowledge about the U cycle in the Armorican Hercynian Belt from the leucogranites sources, their evolution and emplacement in the upper crust to U leaching, deposit formation and leucogranites exhumation at the subsurface level. For that purpose, petro-geochemical, geochronological and thermochronological data were obtained on the Guérande and Pontivy leucogranites as well as their spatially associated U deposits. The Guérande leucogranite was emplaced ca. 310 Ma ago in an extensional deformation zone in the internal domain of the belt whereas the Pontivy leucogranite was emplaced ca. 315 Ma ago in the external domain along the South Armorican Shear Zone (SASZ), a lithospheric scale wrench fault. Both leucogranites were formed by a low degree of partial melting of detrital metasediments and peraluminous orthogneisses; the fusion of the latter probably played a major role in the generation of U rich leucogranites. Partial melting of the crust in the internal zone of the belt was triggered by late orogenic extension whereas partial melting of the crust but also the mantle in the external zone was likely controlled by pervasive wrenching. The crystallization of magmatic uranium oxides in the most evolved leucogranitic facies was induced by fractional crystallization and probably enhanced by magmatic-hydrothermal processes. From ca. 300 to 270 Ma, a fragile tectonic activity along detachments and the SASZ, allowed for the infiltration at depth of meteoric oxidizing fluids, able to dissolve magmatic uranium oxides in the leucogranites. These fluids have then precipitated their U in faults or tension gashes close to the contact with sediments having a variable reducing character. The leucogranites were at depth above 120°c during the formation of U deposits and the exhumation of these intrusions did not occur before the Trias or the Jurassic. The proposed metallogenic model is likely not exclusive to the Armorican Massif as the timing of U deposits formation in the region from ca. 300 to 270 Ma is similar to the main U mineralizing event in the whole European Hercynian belt.