Le domaine allochtone de la chaîne Neoproterozoïque Araçuaí met en jeu de grandes quantités de magma, de la fusion partielle et un gradient thermique élevé, ce que caractérise cette chaîne comme un orogène chaud. La suite tonalitique Galiléia, mise en place dans des métasédiments et déformée à l'état magmatique, représente un énorme batholite qui a fortement influencé le comportement mécanique de la croûte moyenne. L'anisotropie de susceptibilité magnétique (ASM) mesurée à travers le batholite et utilisé comme proxy de la petrofabrique, associé à une étude de la minéralogie magnétique, a permit de définir le comportement paramagnétique de la suite Galiléia et de mettre en évidence une déformation complexe en 3D. Les structures développées dans le magma visqueux résultent d'une combinaison de tectoniques tangentielles induites par la compression, et de forces gravitaires découlant du poids de la croûte sus-jacente. La dynamique du batholite est compatible avec celles déjà décrites pour des roches ductiles d'orogènes chauds. Les datations U/Pb sur zircon et monazites et 40Ar/39Ar sur amphiboles, muscovites et biotites ont permit la caractérisation de l'évolution t hermique du batholite et de contraindre la durée de la déformation. Le batholite Galiléia s'est mis en place à ~580 Ma, au cours d'un important événement magmatique, tectonique et thermique. Les températures sont restées hautes durant les premiers ~50 Ma de l'évolution thermique, favorisant une déformation constante du batholite à l'état magmatique, pendant plusieurs dizaine de millions d'années. De telles hautes températures et une telle déformation stable durant de si longues périodes sont des caractéristiques qui semblent communes au orogènes chaud. Le refroidissement lent estimé à 10°C/Ma après ~500 Ma indique l'exhumation a été très lente, probablement due à l'érosion uniquement. / The allochtonous domain of the Neoproterozoic Araçuaí belt involves large amounts of magma, widespread partial melting, granulitic facies and high geotherm, characterising this belt as a hot orogen. The Galiléia tonalitic suite, emplaced within host metasediments and deformed at magmatic state, represents a huge batholith that strongly influenced the mechanical behaviour of this middle crust. The anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) measured through this batholith and used as a petrofabric proxy, combined to a detailed magnetic mineralogy investigation, permitted to characterize the paramagnetic behaviour of the Galiléia suite and therefore to highlight a complex 3D strain deformation. The observed structures developed within the viscous magma resulted from a combination of tangential tectonics induced by the compression, and gravitational forces arising from the load of the overlying crust. The kinematics of the batholith is compatible with that already described for ductile rocks of hot orogens. U/Pb dating on zircons and monazites together with 40Ar/39Ar dating on amphiboles, muscovites and biotites permitted to define the thermal evolution of the Galiléia batholith and its host metasediments and constrain the timing of the deformation. The Galiléia batholith emplaced during an important magmatic, tectonic and thermal event at ~580 Ma. Temperature remained high during the first ~50 Ma of the thermal evolution, promoting a seemingly constant deformation of the batholith at magmatic state during several tens of millions years. Such high temperature conditions and stable deformation kinematics during protracted periods of time are supposed to be characteristic of hot orogen. The slow cooling rate of ~10°C/Ma evidenced after ~500 Ma probably indicate a very slow exhumation probably only conducted by erosion.

L'objectif de cette thèse est de comprendre la formation, la structuration et les processus de réactivation d'une chaîne de montagne intracontinentale atypique : les Longmen Shan, situés dans la province du Sichuan, en Chine. Localisés à la limite entre le craton du Yangtze où s'est déposé le bassin du Sichuan (au Sud-Est) et le bloc du Songpan Garze appartenant au plateau tibétain (au Nord-Ouest), les Longmen Shan se sont majoritairement structurés lors de l'orogénèse indosinienne, à la fin du Trias et ont ensuite subit plusieurs réactivations.Cette chaîne de montagne est donc un endroit privilégié pour étudier la réactivation et l'héritage structural et thermique d'une structure intracontinentale, en relation étroite avec la formation et l'évolution du plateau tibétain. Tout d'abord, pour contraindre les paramètres crustaux, une imagerie crustale détaillée le long d'une coupe à travers cette chaîne est proposée. Une réseau sismologique de 35 stations a été déployé pendant plus de 2 ans le long d'un profil dense. La technique des fonctions récepteurs a été appliquée et les données gravimétriques ont été utilisées conjointement pour renforcer l'imagerie obtenue. Un saut de Moho abrupt de 20km a été imagé, entre une croûte tibétaine épaisse d'environ 63km et la croûte du craton du Yangtze , épaisse de 45km. Ce résultat traduit la confrontation de deux lithosphères d'épaisseurs et de propriétés physiques contrastées. Les rapports Vp/Vs ainsi que les mesures d'anisotropie crustale et mantellique ont montré l'absence d'une zone à faible vitesse ou d'une zone de fluage important au sein de la croûte, ce qui réfute les modèles de déformation de la croûte tibétaine impliquant un chenal de déformation au sein de la croûte tibétaine. L'imagerie crustale a donc mis en évidence un important contraste à l'échelle lithosphérique. Le second axe de ce travail a consisté à étudier cette région à plus long terme en menant une étude stratigraphique, tectonique et métamorphique afin de déduire l'importance de l'héritage géologique dans sa structuration actuelle. Dès le début du Paléozoïque, la marge passive qui sera ensuite inversée présentait déja probablement une variation abrupte de l'épaisseur crustale. Un premier contraste d'épaisseur lithosphérique au niveau des Longmen Shan se situaient donc à la limite entre deux domaines paléogéographiques différents. A la fin du Trias, lors de la fermeture de la Paléotéthys, l'épais prisme sédimentaire du Songpan Garze a débordé sur la marge passive de la bordure Ouest du craton du Yangtze, dans la région des Longmen Shan. Cependant, il n'y a aucune évidence de subduction dans cette chaîne et le métamorphisme associé à cette phase de déformation correspond à des moyennes températures (jusqu'à plus de 600°C) pour des pressions relativement modestes. Les données métamorphiques ont montré un pic de pression (relativement faible, inférieur à 8kbar) suivi d'un pic de température pouvant conduire à une migmatisation associée à une exhumation variable en fonction de la localisation au sein de la chaîne. Les variations latérales de l'exhumation sont interprétées comme directement associées à la dynamique de la mise en place de la nappe du Songpan Garze sur la marge Ouest du craton du Yangtze. L'apex des Longmen Shan correspond donc au front de la nappe du Songpan Garze et délimite deux domaines structuraux et métamorphiques contrastés.Cette étude met en évidence une phase de réactivation à la fin du Crétacé de la chaîne, probablement associée à la rotation dans le sens horaire du craton du Yangtze. Enfin, la dernière phase de déformation affectant les Longmen Shan est une répercussion de la collision entre l'Inde et l'Eurasie qui fini de structurer cette chaîne.Nous avons donc montré qu'une limite paléogéographique majeure, héritée d'une structure en marge passive transtensive peut subir le débordement de nappes sédimentaires provenant d'un prisme distant de très grande taille. Ce débordement a provoqué une inversion de relief et un surépaississement crustal en conséquence de la superposition de ces épaisses nappes. Une fois cette limite tectonique formée, la région va subir plusieurs réactivations liées à des déformations annexes comme l'orogénèse Yanshanienne ou la collision entre l'Inde et l'Eurasie. Cette chaîne est encore active aujourd'hui comme l'a démontré le séisme du Sichuan du 12 Mai 2008 qui a eu lieu dans les Longmen Shan avec des caractéristiques atypiques.

Les Vosges sont caractérisées par la présence de nombreuses intrusions et extrusions magmatiques d’affinités variées. Elles constituent donc un excellent site d’étude pour contraindre, par la datation et la géochimie, l’évolution des évènements de ce segment de l’orogène Varisque. Ce travail révèle ainsi deux successions d’évènements magmatiques identiques, décalées dans le temps, caractérisent les domaines Moldanubien (360 à 320 Ma) et Saxothuringien (335 à 295 Ma). Ces successions d’évènements magmatiques résultent de deux processus majeurs. L’avancée des croûtes continentales subduites et sous-plaquées au niveau du Moho sous les blocs continentaux permet le passage du magmatisme calco-alcalin au magmatisme calco-alcalin riche en potassium. L’apport de chaleur par désintégration des éléments radiogéniques (K, U et Th) présents dans ces croûtes continentales subduites permet, dans un premier temps, la formation du magmatisme magnésio-potassique en profondeur. Dans un second temps, elle permet la formation du magmatisme d’origine crustale par l’intrusion du magmatisme magnésio-potassique, riche en K, U et Th, à la limite croûte moyenne - croûte supérieure. Ces successions d’évènements magmatiques et particulièrement, la présence des granites magnésio-potassiques, relient clairement les Vosges à la partie Est de l’orogène Varisque (Forêt Noire, Massif de Bohème, Alpes et Corse-Sardaigne). / The Vosges Mountains are characterized by the presence of numerous magmatic intrusions and extrusions of varied affinities. Accordingly, they constitute the best site to investigate, by dating and geochemistry, the evolution of the events affecting this segment of the Variscan orogeny. Two successions of identical magmatic events, shifted in the time, are identified, characterizing both Moldanubian (360 to 320 Ma) and the Saxothuringian (335 to 295 Ma) domains. These successions of magmatic events result of two major process. The progress of subducted and underplated continental crusts at Moho depth under continental blocks permits to shift from calc-alkaline to high potassic calc-alkaline magmatism. The radiogenic heat production from latter underplated continental crusts, in a first time, permits to generate magnesio-potassic magmas at depth. Then, this radiogenic heat permits to generate crustal magmas by intrusion of magnesio-potassic magmas rich in K, U and Th at mid-upper crust boundarie. These successions of magmatic events and particularly, the presence of the magnesio-potassic granites, imply a strong link between the Vosges Mts. and the eastern part of the Variscan orogeny (Black Forest, Bohemian Massif, the Alps and Corsica Batholith).

L’architecture crustale d’orogènes d’accrétion et de collision à grande échelle est étudiée en combinant géologie structurale, litho-stratigraphie, géochronologie et pétrologie magmatique avec les données gravimétriques, magnétiques et sismiques. Cette approche pluridisciplinaire permet de caractériser la structure et la composition de la croûte orogénique dans deux systèmes d’accrétion-collision : la Ceinture Orogénique d’Asie Centrale (CAOC) et le Massif de Bohême. La CAOC représente près d’un tiers du continent asiatique actuel. Ce système orogénique s’est construit par une accrétion continue de matériel depuis le Paléozoïque jusqu’au début du Mésozoïque, suivie par une collision durant le Mésozoïque. La comparaison des champs de potentiels avec les données géologiques met en évidence une compartimentation erronée de l’orogène en unités litho-stratigraphiques. Par rapport à la géologie, la géophysique permet une analyse directe des structures de la croûte orogénique sur toute son épaisseur. Le travail de thèse présente une compilation de données géologiques et de traitements gravimétriques et magnétiques inédits, dont la modélisation préliminaire pour contraindre l’architecture de la croûte continentale est proposée. Le Massif de Bohême possède quant à lui un catalogue de données complémentaires plus conséquent, ce qui permet une modélisation géophysique 3D plus précise. Dans cette zone, les données géophysiques mettent en évidence l’existence d’une croûte inférieure allochtone de composition felsique. Ceci indique que la croûte orogénique hercynienne est également le résultat d’une accrétion de portions crustales contrastées. / Large-scale accretionary and collisional crustal orogenic architecture is studied combining structural geology, lithostratigraphy, geochronology and magmatic petrology with gravity, magnetic and seismic data. This multidisciplinary approach allows characterizing the structure and composition of the orogenic crust in two accretionary-collisional systems. The Central Asian Orogenic Belt (CAOB) constituting one third of the Asia continent and the Bohemian Massif are two Palaeozoic orogens formed by accretion followed by collision. It is proposed that the CAOB formed by successive Paleozoic accretion of oceanic and continental fragments followed by a late Palaeozoic to early Mesozoic N-S convergence of North Chinese and Siberian Cratons. The comparison between the potential fields and the geological data reveals an incorrect compartmentalization into different lithostratigraphic terranes. In contrast to geology the geophysical approach allows the analysis of the crustal structures on a complete thickness of crustal column. This thesis presents a compilation of geological data combined with unique gravity and magnetic results which are integrated into a preliminary model for the architecture of the continental crust. Conversely, an important collection of complementary data is available for the Bohemian Massif, allow more precise 3D geophysical forward modeling. In this area, geophysical data reveal the occurrence of an allochtonous lower crustal layer with a felsic composition. This indicates that the Variscan orogenic crust actually resulted from the accretion of contrasted crustal fragments.

Les Vosges sont caractérisées par la présence de nombreuses intrusions et extrusions magmatiques d'affinités variées. Elles constituent donc un excellent site d'étude pour contraindre, par la datation et la géochimie, l'évolution des évènements de ce segment de l'orogène Varisque. Ce travail révèle ainsi deux successions d'évènements magmatiques identiques, décalées dans le temps, caractérisent les domaines Moldanubien (360 à 320 Ma) et Saxothuringien (335 à 295 Ma). Ces successions d'évènements magmatiques résultent de deux processus majeurs. L'avancée des croûtes continentales subduites et sous-plaquées au niveau du Moho sous les blocs continentaux permet le passage du magmatisme calco-alcalin au magmatisme calco-alcalin riche en potassium. L'apport de chaleur par désintégration des éléments radiogéniques (K, U et Th) présents dans ces croûtes continentales subduites permet, dans un premier temps, la formation du magmatisme magnésio-potassique en profondeur. Dans un second temps, elle permet la formation du magmatisme d'origine crustale par l'intrusion du magmatisme magnésio-potassique, riche en K, U et Th, à la limite croûte moyenne - croûte supérieure. Ces successions d'évènements magmatiques et particulièrement, la présence des granites magnésio-potassiques, relient clairement les Vosges à la partie Est de l'orogène Varisque (Forêt Noire, Massif de Bohème, Alpes et Corse-Sardaigne).

L'analyse des phases tectono-metamorphiques et surtout des successions sédimentaires a permis de reconstituer l'évolution des différents domaines d'où proviennent ces unités. On distingue: une période de distension généralisée du Permien au Cretace inf et une période de compression du Crétacé sup à l'Eocène sup au cours de laquelle le domaine océanique se referme.

La chronologie de la formation de la croûte continentale est débattue mais la plupart des modèles convergent sur le fait qu'une bonne partie de la croûte continentale présente à la surface de la Terre aujourd'hui est présente depuis le Protérozoïque (2,5 - 0, 54 Ga) et qu'elle a essentiellement subit un remaniement au cours d'orogénèses. L'uranium, qui est un élément incompatible, est un traceur de cette évolution depuis son fractionnement initial par fusion partielle du manteau jusqu'à son remaniement dans les niveaux crustaux supérieurs. La ceinture orogénique Néoprotérozoïque Pan-africaine (0,5 ± 0,1 Ga) du Damara en Namibie constitue une cible géologique pour tester les relations entre croissance / évolution crustale et métallogénie de l'uranium. Elle s'est formée suite à la collision des cratons archéens du Congo et du Kalahari (plaque subductante). Ce travail de thèse montre que l'évolution de la croute continentale de la ceinture du Damara durant l'orogènese Pan-africaine au Néoprotérozoïque se fait par remaniement de roches ayant été extraites du manteau depuis l'Archéen et que leur fusion partielle est le mécanisme prépondérant pour la minéralisation uranifère primaire associée à la cristallisation de granites intrusifs. Les granites in-situ issus de la fusion partielle des sédiments dans les niveaux crustaux supérieurs sont peu ou pas propices à de fortes concentrations d'uranium du fait 1) de la faible préconcentration de leur protolithes et 2) de leur migration relativement limitée. Les granites intrusifs minéralisés correspondent à des injections tardi- à post-collision (ca. 520 - 480 Ma dans la zone centrale) et sont liés aux phases de relaxation thermique et d'effondrement gravitaire subséquentes à l'épaississement crustal de l'orogène dans un contexte de convergence de plaques / The chronology of continental crust formation is debated but most models converge on the fact that much of the continental crust on the surface of the Earth is present since the Proterozoic (2.5 - 0, 54 Ga) and has essentially undergoes reworking during orogenesises. Uranium which is an incompatible element is a tracer of this crustal evolution, since its initial fractionation by partial melting of the mantle to its reworking in higher crustal levels. Neoproterozoic Pan-African (0.5 ± 0.1 Ga) orogenic belt of the Damara in Namibia is a good geological target to test the relationship between crustal growth and evolution and metallogeny of uranium. It was formed after the collision of the Archean cratons of Congo and Kalahari (subducting plate). This thesis shows that the evolution of the continental crust during the Neoproterozoic Damara Orogen is by reworking of Archaean to Neoproterozoic crustal domains and partial melting of rocks is the predominant mechanism for primary uranium mineralization associated with crystallization of intrusive granites derived from anatexis of paleo- to mesoproterozoic basement fragments. The intrusive granites issued from partial melting of sediments in the upper crustal levels are low or not favorable to high concentrations of uranium because of 1) the low preconcentration of their protoliths and 2) their relatively limited migration. The mineralized intrusive granites correspond to late- to post-collision injections (ca. 520-480 Ma in the central area) and are related to thermal relaxation phases and gravitational collapse subsequent to thickening in crustal orogen in a context of plates convergence

Cette thèse présente une étude structurale qualitative et quantitative du socle paléozoïque des Pyrénées. Elle se base sur une étude de terrain et une compilation exhaustive et inédite des structures, harmonisées à l'échelle de toute la chaîne des Pyrénées. A partir de cette base de données, nous avons construit le champ de déformation régional varisque produit au Paléozoïque supérieur (310-295 Ma). On montre que lors du raccourcissement régional majeur, la déformation est partitionnée entre une croûte supérieure s'épaississant en régime transpressif et une croûte inférieure fluant latéralement. Une zone d' " attachement " a permis de maintenir la cohérence cinématique entre ces deux domaines aux comportements structuraux contrastés. Le fluage latéral au sein de la croûte inférieure permet l'emplacement de dômes extensifs dans ce contexte convergent. Le refroidissement progressif de la croûte favorise i) le couplage mécanique progressif entre ces deux domaines et ii) une localisation de la déformation dans des zones de cisaillement transpressives verticales d'échelle crustale. Bien que situées dans l'avant-pays de la chaîne varisque, les Pyrénées enregistrent une déformation typique d'une lithosphère anormalement chaude. Ce contexte thermique est l'expression d'une délamination progressive du manteau lithosphérique initiée dans les zones internes de l'orogène et qui a permis la fermeture de la syntaxe ibéro-armoricaine ainsi que l'échappement latéral de la croûte ductile pyrénéenne pris dans cette syntaxe. L'analyse quantitative du champ de déformation à partir d'outils géostatistiques montre que ce champ résulte d'une déformation assimilable à un cisaillement pur produit par un raccourcissement NS tandis que la composante dextre de la transpression se concentre aux bordures de plutons ou de dômes. Ainsi, la mise en place de ces objets structuraux gouverne l'hétérogénéité du champ de déformation. La cohérence du champ de déformation varisque met en question l'existence de nappes de socle lors de la construction du prisme orogénique pyrénéen à partir du Crétacé supérieur. En dehors de la bordure ouest et sud de la Zone Axiale, le socle n'est affecté que par des réactivations mineures, y compris dans les Pyrénées centrales où le chevauchement de Nogueres ne peut être enraciné. Ce chevauchement correspondrait plutôt à un décollement dans les séries paléozoïques supérieures, impliquant des quantités de raccourcissement moindres durant la collision pyrénéenne que celles calculées précédemment. / We present a qualitative and quantitative structural study of the Paleozoic basement of the Pyrenees. Based on new observations and an extensive compilation of structural data that were harmonized at the scale of the orogen, we built the regional-scale Variscan strain field. The main Variscan deformation was partitioned between transpressional thickening of the upper crust and the laterally flowing lower crust. An attachment zone acted to maintain the kinematic coherency between these two structural domains. Lateral flow of the lower crust accompanied emplacement of syn-convergence extensional domes. Regional cooling progressively increases the degree of mechanical coupling between the two structural levels and enhanced strain localization in steep regional transpressive shear zones. Though part of the foreland of the Variscan orogen the Pyrenees developed strain patterns typical of hot crusts/lithospheres. Such a hot thermal context is due to lithospheric mantle delamination that initiated beneath the hinterland of the orogen and allowed the Iberian-Armorican syntax to close and extrude the soft Pyrenean crust trapped in it. Geostatistical analysis of the strain field suggests that it results bulk pure shear deformation with a dextral transpressional component restricted to the boundaries of plutons and domes. Emplacement of such structural objects governed the degree of heterogeneity of the strain field. The coherency of the strain field argues against the stacking of large basement nappes in the Axial Zone of the Pyrenees during building of the orogenic prism since the Late Cretaceous. Only the southern and western parts of the Axial Zone are affected by "Alpine" thrusting and only minor local reactivation occurred elsewhere in the Axial Zone. Therefore, the Nogueres thrust cannot root into the Axial Zone but is a decollement within Late Paleozoic series. This suggests a lower amount of Alpine shortening in this part of the Pyrenees than previously estimated.

L'objectif de cette thèse est de comprendre la formation, la structuration et les processus de réactivation d'une chaîne de montagne intracontinentale atypique : les Longmen Shan, situés dans la province du Sichuan, en Chine. Localisés à la limite entre le craton du Yangtze où s'est déposé le bassin du Sichuan (au Sud-Est) et le bloc du Songpan Garze appartenant au plateau tibétain (au Nord-Ouest), les Longmen Shan se sont majoritairement structurés lors de l'orogénèse indosinienne, à la fin du Trias et ont ensuite subit plusieurs réactivations.Cette chaîne de montagne est donc un endroit privilégié pour étudier la réactivation et l'héritage structural et thermique d'une structure intracontinentale, en relation étroite avec la formation et l'évolution du plateau tibétain. Tout d'abord, pour contraindre les paramètres crustaux, une imagerie crustale détaillée le long d'une coupe à travers cette chaîne est proposée. Une réseau sismologique de 35 stations a été déployé pendant plus de 2 ans le long d'un profil dense. La technique des fonctions récepteurs a été appliquée et les données gravimétriques ont été utilisées conjointement pour renforcer l'imagerie obtenue. Un saut de Moho abrupt de 20km a été imagé, entre une croûte tibétaine épaisse d'environ 63km et la croûte du craton du Yangtze , épaisse de 45km. Ce résultat traduit la confrontation de deux lithosphères d'épaisseurs et de propriétés physiques contrastées. Les rapports Vp/Vs ainsi que les mesures d'anisotropie crustale et mantellique ont montré l'absence d'une zone à faible vitesse ou d'une zone de fluage important au sein de la croûte, ce qui réfute les modèles de déformation de la croûte tibétaine impliquant un chenal de déformation au sein de la croûte tibétaine. L'imagerie crustale a donc mis en évidence un important contraste à l'échelle lithosphérique. Le second axe de ce travail a consisté à étudier cette région à plus long terme en menant une étude stratigraphique, tectonique et métamorphique afin de déduire l'importance de l'héritage géologique dans sa structuration actuelle. Dès le début du Paléozoïque, la marge passive qui sera ensuite inversée présentait déja probablement une variation abrupte de l'épaisseur crustale. Un premier contraste d'épaisseur lithosphérique au niveau des Longmen Shan se situaient donc à la limite entre deux domaines paléogéographiques différents. A la fin du Trias, lors de la fermeture de la Paléotéthys, l'épais prisme sédimentaire du Songpan Garze a débordé sur la marge passive de la bordure Ouest du craton du Yangtze, dans la région des Longmen Shan. Cependant, il n'y a aucune évidence de subduction dans cette chaîne et le métamorphisme associé à cette phase de déformation correspond à des moyennes températures (jusqu'à plus de 600°C) pour des pressions relativement modestes. Les données métamorphiques ont montré un pic de pression (relativement faible, inférieur à 8kbar) suivi d'un pic de température pouvant conduire à une migmatisation associée à une exhumation variable en fonction de la localisation au sein de la chaîne. Les variations latérales de l'exhumation sont interprétées comme directement associées à la dynamique de la mise en place de la nappe du Songpan Garze sur la marge Ouest du craton du Yangtze. L'apex des Longmen Shan correspond donc au front de la nappe du Songpan Garze et délimite deux domaines structuraux et métamorphiques contrastés.Cette étude met en évidence une phase de réactivation à la fin du Crétacé de la chaîne, probablement associée à la rotation dans le sens horaire du craton du Yangtze. Enfin, la dernière phase de déformation affectant les Longmen Shan est une répercussion de la collision entre l'Inde et l'Eurasie qui fini de structurer cette chaîne.Nous avons donc montré qu'une limite paléogéographique majeure, héritée d'une structure en marge passive transtensive peut subir le débordement de nappes sédimentaires provenant d'un prisme distant de très grande taille. Ce débordement a provoqué une inversion de relief et un surépaississement crustal en conséquence de la superposition de ces épaisses nappes. Une fois cette limite tectonique formée, la région va subir plusieurs réactivations liées à des déformations annexes comme l'orogénèse Yanshanienne ou la collision entre l'Inde et l'Eurasie. Cette chaîne est encore active aujourd'hui comme l'a démontré le séisme du Sichuan du 12 Mai 2008 qui a eu lieu dans les Longmen Shan avec des caractéristiques atypiques. / The aim of this study is to understand formation, evolution and reactivation processes of an atypic intracontinental mountain range : the Longmen Shan (Sichuan, China). The Longmen Shan are located at the boundary between the Yangtze craton and the tibetan crust and were mostly formed during the indosinian orogeny, at the end of the Triassic. After this orogeny, the Longmen Shan were reactivated by several deformation phases. This mountain range is a key area to study reactivation processes and structural and thermal inheritance. Furthermore, the Longmen Shan tectonic history is linked with the formation and the evolution of the Tibetan Plateau.At first, a detailed seismological imagery was performed along a cross-section through the Longmen Shan, passing by the epicenter of the Sichuan earthquake. 35 seismological stations were deployed during more than 2 years with a small interstation distance. Using the receiver function method and gravimetric data, a steep Moho step of about 20km between the 63km-thick Tibetan crust and the 45km-thick Yangtze craton was imaged. This geometry is the result of the confrontation between the thick and soft tibetan lithosphere abutting the resistant Yangtze lithosphere. Vp/Vs ratio and crustal and mantellic anisotropic measurements indicate that there is no extensive zone of partial melting inside the tibetan crust, which is in disagreement with models that proposed the occurence of a channel flow inside the crust. The second part of this word was focused on the long-term study of the deformation in the Longmen Shan using stratigraphic, tectonic and metamorphic data. This part highlights the importance of the geological inheritance in the present-day crustal geometry of the mountain range. Since the beginning of the Paleozoïc, the Western passive margin of the Yangtze crust was probably already associated with a crustal thickness step, as a consequence of the transtensive openning context. The Longmen Shan were located at a paleogeographic boundary. At the end of the Triassic, the closure of the Paleotethys is responsible of the formation of the thick Songpan Garze accretionary wedge which overflowed on the Western part of the Yangtze craton margin, in the Longmen Shan area. There is no evidence of subduction in this belt and the associated metamorphism consists of middle temperatures and relatively low pressures. Metamorphic data indicates that a pressure maximum (lower than 8kbar) was followed by a temperature maximum which could be associated with partial melting, as observed in Danba metamorphic complexe. Lateral variations of the recorded exhumation are interpreted as a consequence of the dynamics of the setting up of the Songpan Garze nappe on the Yangtze craton margin. The Longmen Shan are located at the front of the Songpan Garze nappe and marks a transition zone between two contrasted tectonic and metamorphic provinces.This study highlights a cretaceous reactivation phase probably associated with the clockwise rotation of the Yangtze craton. At the end, the last deformation phase is a consequence of the India/Eurasia collision.The Longmen Shan were a major paleogeographic boundary at the end of the Paleozoïc which were subject to the overflow of the thick Songpan Garze accretionary wedge. This overflow is responsible of a relief inversion and a crustal thickenning as a consequence of superposition of the sedimentary pile. After this episode, the region will be reactivated by the distant Yanshanian and the Himalayan orogenies.

Le sujet de ce travail est l'étude du Paléogène marin de la zone alpine externe. Son objet : rechercher par l'analyse détaillée des unités lithostratigraphiques externe. Son objet : rechercher par l'analyse détaillée des unités lithostratigraphiques formelles, des données et des schémas paléogéographiques cohérents qui permettent de préciser l'évolution tectono-sédimentaire de la marge interne de la plaque européenne au cours de la période paléogène. La principale méthode d'investigation utilisée est la thermoluminescence (TL), en association avec des méthodes d'étude plus classiques empruntant à la biostratigraphie, à la pétrographie et à l'analyse structurale. Quatre parties constituent le présent mémoire. La première partie est d'ordre méthodologique. Successivement , sont précisés: la phénoménologie de la thermoluminescence, les modalités d application de la méthode d'analyse dans le domaine des Sciences de la Terre, les différentes techniques expérimentales utilisées, le choix des paramètres TL et leur traitement statistique. La seconde partie traite des relations entre la thermoluminescence et le métamorphisme mésoalpin. Ce métamorphisme, qui affecte irrégulièrement les matériaux paléogènes et leur substratum, est générateur d'une thermoluminescence de néogenèse dont les caractères spécifiques sont appréhendés grâce à l'analyse des filons de quartz syn- à tardimétamorphes post-priaboniens. Les effets de ce métamorphIsme sont variables et sélectifs à l'échelle des Alpes occidentales,limités dans la zone alpine externe, plus importants dans le domaine interne - notamment dans le Briançonnais - où ils peuvent entraîner l'effacement partiel ou total des caractères thermoluminescents originels du quartz et introduire une part d'incertitude non négligeable dans le raisonnement et les conclusions d'ordre paléogéographique. La troisième partie est consacrée à l'étude régionale des formations détritiques paléogènes de la zone alpine externe affleurant dans les Alpes maritimes s .l., dans le Champsaur et dans le Dévoluy, dans le Pays des Arves et en Haute-Savoie. L'emploi de diagrammes bidimensionnels et de cartes isofactes prenant en compte les paramètres de thermoluminescence les plus performants permet de défInir les principales provinces distributives de matériaux terrigènes, de faire la part des apports d'origine externe et interne lors des différents stades de remplissage des bassins et sous-bassins paléogènes dont l'évolution paléogéographique et structurale est également précisée par l'établissement de cartes de paléofaciès et par l'analyse de la déformation des matériaux à toutes les échelles. Le modèle géodynamique proposé en conclusion, dans la dernière partie du mémoire, lie intimement la sédimentation et la déformation progressive des flyschs crétacés allochtones et des flyschs paléogènes d'avant-pays dans les Alpes occidentales. Il considère l'ensemble de ces flyschs comme un continuum de formations synorogéniques déposées dans des bassins convergents installés par subsidence "forcée' à l'avant de chevauchements crustaux actifs engendrés par la collision Europe-Afrique à partir de l'Albien terminal, le remplissage des bassins sédimentaires étant d'abord assuré par des reliefs bordiers externes rajeunis par le développement de bombements lithosphériques, puis par les parties internes de l'orogène intégrant progressivement ces mêmes flyschs dans leurs superstructures.