Les interactions entre la fracturation, les circulations fluides et la chimie des fluides au sein de marges hyper-étendues sont encore peu décrites et sont pour la plupart localisées en mer, enfouies sous des sédiments post-rift. Le bassin sud Aquitain et la partie nord des Pyrénées constituent un cas d’étude approprié pour l’investigation de ces interactions dans un modèle de marge hyper-étendue avec exhumation du manteau durant le Crétacé inférieur puis inversée. Les données de terrain ont permis de décrire trois principaux sets de fractures. Ils ont été corrélés aux principaux événements de l’évolution géodynamique du bassin correspondant au rifting triasique, à l’hyper-extension datée Aptien-Cénomanien, et à la compression pyrénéenne. Les observations pétrographiques, les analyses Raman et microthermométriques sur les inclusions fluides, les données acquises par ICP-MS, et les analyses isotopiques ont permis de déterminer les chimies, les températures, les conditions rédox, les compositions des gaz, les signatures isotopiques de l’oxygène et du carbone, et les teneurs en terres rares des fluides parents pour les ciments précipités durant chaque épisode. Ces données ont permis le calage temporel des évènements diagénétiques majeurs. En particulier, la dolomie baroque et la chlorite ont précipité dans les fractures du set 2 durant l’hyper-extension correspondant au pic thermique à des températures supérieures à 300°C. La signature isotopique, la forte teneur en CO2, l’occurrence de H2S et les fortes salinités des fluides parents suggèrent la percolation de fluides mantelliques ascendants au travers des évaporites triasiques. La phase fin et post hyper-extension est caractérisée par de la bréchification hydraulique dans les formations les plus poreuses, une baisse des températures et des salinités, une baisse de la contribution mantellique dans les fluides parents, une fermeture du système diagénétique au cours de l’enfouissement et un passage à des conditions réductrices durant la précipitation du quartz, de la pyrite et de la calcite. La phase de compression pyrénéenne associée au troisième stade de fracturation a induit une réouverture du système diagénétique et favorisé le retour à des conditions oxydantes et à des infiltrations de fluides météoriques / Interactions between fracturing, fluid circulations and fluid chemistry on hyper-extended margins is still poorly described as most of them are located offshore, buried underneath post-rift sediments. The southern Aquitaine basin and the northern Pyrenees constitute an appropriate case study to investigate these interactions since a model of hyper extended margin with mantle exhumation during the Lower Cretaceous subsequently inverted was recently proposed. From a field study, we here describe three main sets of fractures (set 1 to set 3). They are correlated with main stages of the geodynamic evolution of the basin corresponding to the Liassic rifting, the Aptian-Cenomanian hyper-extension, and the Pyrenean compression. Petrographic observations, Raman and micro-thermometry analysis on fluid inclusions, ICP-MS, and isotope analysis permitted to determine chemistries, temperatures, redox conditions, gas compositions, oxygen and carbon isotopic signatures, and REE contents of parent fluids for cements precipitated during each episode. In particular saddle dolomite and chlorite precipitated in set 2 fractures during the hyper-extension corresponding to the thermal peak at temperatures higher than 300°C. The isotopic signature, the high CO2 content, the occurrence of H2S and the high salinity of parent fluids suggest ascending mantle fluids percolating across Triassic evaporites. The late and post hyper-extensional phase is characterized by hydraulic brecciation in porous formations, a decrease in temperature and salinity, a decrease in mantle contribution in parent fluids, a closing of the diagenetic system during burial and a switch to reducing conditions during the precipitation of quartz, pyrite and calcite. The Pyrenean compressive phase associated with the third fracturing stage induced a reopening of the diagenetic system and favored a return to oxidizing conditions and infiltrations of meteoric fluids

Les orogènes à double vergence sont classiquement définis comme deux prismes critiques opposés (pro et retro) qui évoluent ensemble. Les études récentes montrent que les rétro-prismes et leurs bassins d’avant-pays associés se comportent différemment des pro-prismes. Cependant, ni les facteurs qui mènent un orogène à devenir doublement vergent, ni la relation entre le pro- et rétro-prisme ne sont bien compris. Le but de cette étude est d'améliorer notre connaissance 1) de la relation entre le pro- et le rétro-prisme pendant l'orogénèse, 2) des facteurs contrôlant l'évolution d'un orogène à double vergence, et 3) d’un lien dynamique possible entre le pro- et le rétro-prisme. Répondre à ces questions nécessite une connaissance améliorée de l'évolution d'un orogène à double vergence. Nous nous sommes concentrés sur les Pyrénées Orientales, en raison de la grande quantité de données disponibles. Nous avons effectué une étude de terrain tectono-stratigraphique détaillée à l’est du Massif de Saint Barthelemy et dans l’avant-pays autour de Lavelanet (plaque Européenne). Notre interprétation d’une coupe restaurée intègre une configuration crustale pré-orogenique en tant qu'une marge hyper-amincie. Nous relions l'évolution détaillée du rétro-prisme à celle du pro-prisme (plaque Ibérique), afin de mieux contraindre la dynamique à l'échelle crustale. Nous subdivisons l'évolution des Pyrénées Orientales en quatre phases. La première phase (Crétacé Supérieur) est caractérisée par la fermeture d'un domaine de manteau exhumé entre les plaques et l'inversion synchrone d'un système de rift riche en sel et thermiquement déséquilibré. Le raccourcissement était distribué de façon égale entre les deux marges pendant cette première phase d’inversion. Une phase de quiescence (Paléocène), limitée au rétro-prisme, enregistre la transition entre l'inversion et la phase de collision. La phase de collision principale (Éocène) enregistre le taux de raccourcissement le plus élevé, et était principalement accommodé dans le pro-prisme. Pendant la phase finale (Oligocène) le rétro-prisme était largement inactif et le raccourcissement du pro-prisme a ralenti. Cela démontre que la relation entre le pro- et rétro-prisme change avec le temps. Nous avons utilisé des modèles numériques 2D thermomécaniques à l'échelle lithosphérique pour simuler l'évolution d'un orogène à double vergence s'initie après avec un rift. Nos résultats montrent un modèle évolutif similaire à celui observé dans les Pyrénées Orientales avec une phase d'inversion du rift approximativement symétrique suivie d'une phase de collision asymétrique. L'héritage du rift est essentiel pour permettre le développement d’un orogène à double vergence. Des autres facteurs, comme les processus de surface et la déformation de la couverture, ont un effet significatif sur la structure crustale et la répartition du raccourcissement entre les deux prismes. Un niveau de décollement (sel) à la base de la couverture favorise la formation d'un empilement antiformal d’écailles crustales, similaire à la géométrie observée dans la Zone Axiale des Pyrénées, en formant un prisme à faible pente qui force la déformation crustale à se concentrer dans l'arrière-pays. Enfin, nous montrons que l'évolution des pro- et rétro-prismes est inextricablement liée : des événements ou des conditions d'un côté de l'orogène ont un effet direct sur l'autre côté de l'orogène. Ceci est clairement démontré dans nos modèles par des variations constantes des taux de raccourcissement du pro- et rétro-prisme en réponse à l'accrétion dans le pro-prisme. Le Haut Atlas (Maroc) et Pyrénées peuvent être respectivement considérés comme des exemples d'inversion de rift symétrique et de phases de collision asymétrique ultérieures / The doubly vergent nature of some natural orogens is classically understood as two opposing thrust wedges (pro and retro) that comply with critical taper theory. The evidence that retro-wedges and their associated basins behave differently from their pro-wedge counterparts has been steadily increasing over the past few decades. However, what causes an orogen to become doubly vergent is currently not well understood. Nor is the relationship between the pro- and retro-wedge during the evolution of a doubly vergent orogen. It is the aim of this work to improve our understanding of: 1) how the pro- and retro-wedges relate to each other during the orogenic process, 2) what factors control the evolution of a doubly vergent orogen and 3) a possible link between the pro- and retro-wedge. Answering these questions requires an improved knowledge of the evolution of a doubly vergent orogen. We focussed on the Eastern Pyrenees as a type example of a doubly vergent orogen, due to the large amount of available data. We performed a detailed tectonostratigraphic study of the retro-foreland of the Eastern Pyrenees (European plate), updating the interpretation based on recent insights into its hyperextended rift origins. We link the evolution of the retro-foreland to that of the pro-foreland (Iberian plate) in order to derive insight into the crustal scale dynamics. Based on cross section restoration, reconstructed shortening rates and subsidence analysis, we subdivide the East Pyrenean evolution into four phases. The first (Late Cretaceous) phase is characterised by closure of an exhumed mantle domain between the European and Iberian rifted margins, and simultaneous inversion of a salt-rich, thermally unequilibrated rift system. Shortening was distributed roughly equally between both margins during this early inversion phase. Following inversion, a quiescent phase (Paleocene) was apparently restricted to the retro-foreland. This phase may record the period of transition between inversion and full collision in the Eastern Pyrenees. The main collision phase (Eocene) records the highest shortening rates, which was predominantly accommodated in the pro-wedge. Retro-wedge shortening rates were lower than during the rift inversion phase. During the final phase (Oligocene) the retro-wedge was apparently inactive and shortening of the pro-wedge slowed. This demonstrates that the relationship between the pro- and retro-wedges changes through time. We used lithosphere-scale thermo-mechanical numerical models to simulate the evolution of a doubly vergent orogen. Our results show a similar evolutionary pattern as observed in the Pyrenees: A roughly symmetrical rift inversion phase is followed by an asymmetric collision phase. Rift inheritance was found to be essential for enabling double vergence. Other factors, such as surface processes and thin-skinned deformation, were found to have a significant effect on the crustal structure and strain partitioning between both wedges. A salt décollement layer in the sedimentary cover promotes the formation of a crustal antiformal stack such as observed in the Pyrenees and Alps by forming a wide and low-taper thin-skinned fold-and-thrust belt that forces crustal deformation to focus in the hinterland. Finally, we show that the evolution of the pro- and retro-wedges is inextricably linked: events or conditions on one side of the doubly vergent orogen have an immediate effect on the other side of the orogen. This is clearly demonstrated in our models by constant variations in shortening rates of the pro- and retro-wedge in response to accretion of new pro-wedge thrust sheets. The High Atlas (Morocco) and Pyrenees can be seen as examples of symmetric rift inversion and later asymmetric collision phases, respectively

La chaîne pyrénéenne présente des structures de déformation bien exposées et des roches sédimentaires syntectoniquesbien conservées qui en font un objet idéal pour étudier les failles. En effet, les textures, structures, compositions chimiques etisotopiques enregistrées par le coeur de la faille chevauchante peuvent renseigner sur les conditions et mécanismes de ladéformation et aussi contraindre dans le temps l’activité de la faille étudiée. Dans la présente thèse, trois chevauchements duversant sud Pyrénéen ont été étudiés pour mieux appréhender le comportement mécanique, chimique et isotopique desphyllosilicates dans des roches sédimentaires déformées. Ces roches sont d'âge éocène à triasique et sont impliquées dans degrand chevauchements (zone cisaillantes) à vergence sud. Ce travail combine observation pétrographique, analyse chimique,modélisation thermodynamique et technique de datation radiométrique 40Ar/39Ar sur des minéraux de moscovite/illite et dechlorite. La première faille étudiée est le chevauchement du Pic de Port Vieux (PPV), chevauchement de second ordre lié auchevauchement majeur de Gavarnie dans le sud-ouest de la Zone Axiale Pyrénéenne. Des mécanismes de pression-dissolutionet recristallisation, accompagnés d’interactions avec un fluide très réducteur sont les principaux paramètres responsables deschangements minéralogiques/chimiques observés dans la zone centrale de la faille. L'indice Kübler de la moscovite et lesdonnées thermométrique sur chlorite suggèrent des températures de 285°C ± 28°C pour l'activité de PPV. De plus, la datation40Ar/39Ar de la moscovite syn-cinématique indique que la faille a fonctionné il y a 36.9 ± 0.2 Ma, ce qui coïncide avec l’âge del'activité du chevauchement de Gavarnie. Les deux autres failles étudiées sont le chevauchement de Lakora qui est situé sur lebord sud de la zone Nord Pyrénéenne et celui de Monte Perdido (au niveau de Torla) situé dans la partie ouest de la zone Sud-Pyrénéenne. Ces deux chevauchements ont été affectés (déformés) par la mise en place de chevauchement de Gavarnie. Lesobservations pétrographiques et les analyses microstructurales ont démontré que la déformation est marquée par du plissement,du boudinage, par le développement d'une schistosité intense, de surfaces de cisaillement, de veines et par un enrichissement enphyllosilicates au coeur de la zone de faille des deux chevauchements. De manière similaire au chevauchement du Pic de PPV,les mécanismes de pression-dissolution et recristallisation sont les principaux mécanismes qui contrôlent la déformation et ilssont à l’origine de l'enrichissement en phyllosilicates néoformés dans les zones de failles des deux chevauchements. En se basantsur les mesures de l'indice de Kübler, il apparait que la déformation de Lakora et Torla s'est produite dans des conditions detempérature plus basse que celles enregistrées pour le chevauchement du PPV. Par ailleurs, es âges les plus jeunes obtenus parla technique 40Ar/39Ar ne peuvent être rattachés à l'âge de la déformation car ils sont plus vieux que les âges des sédimentsimpliqués dans les zones de faille. D'autres hypothèses sont proposées à la fin de cette thèse afin de comprendre les raisons decette incohérence dans les âges et afin de dater la déformation de Lakora et Torla. Ainsi l'ensemble des résultats de cette thèsemontrent que les minéraux phyllosilicatés peuvent être des outils thermochronologiques fiables permettant de dater avecprécision l'activité des failles lorsqu'ils ont été combinés avec des préparations d'échantillons précises et caractérisation détailléedes échantillons. / The Pyrenees belt features well-exposed deformation structures and well preserved syntectonic sedimentary rocksthat make it ideally suited to study thrust faults. The texture, structure and chemical-isotopic compositions of synkinematicphyllosilicates are widely used to estimate the deformation conditions-mechanisms and timing of fault activities. Therefore, inthe present thesis, three thrusts from the Pyrenean orogen have been studied to better understand the mechanical, chemical andisotopic behavior of phyllosilicates from deformed sediments of Eocene-Triassic age that have been involved in large southvergingshear zones. This work combined petrographic observation, chemical analyses, and thermodynamic modeling with40Ar/39Ar geochronology on muscovite/illite and chlorite. The first studied fault is the Pic de Port Vieux thrust (PPVT), a secondorderthrust related to the major Gavarnie thrust (GT) in the south-western part of the Pyrenees Axial Zone. The dissolutionrecrystallization,pressure solution mechanisms, and interaction with highly reductive fluids are the main parameters responsiblefor the mineralogical and chemical changes in the fault core zone. The Kübler index and chlorite thermometry suggest upperanchizoneto epizone conditions with a temperature of 285°C ± 28°C for the PPVT activity. Moreover, the 40Ar/39Ar step-heatingdating of synkinematic muscovite indicates that the fault activity occurred at 36.9 ± 0.2 Ma which coincides with the activity ofthe GT. The two other faults are: Lakora thrust that is located on the southern edge of the North Pyrenean Zone, and the MontePerdido thrust (Torla location) situated on the western part of the South Pyrenean Zone. The two thrust are affected (deformed)by the emplacement of the Gavarnie thrust. The petrographic-microstructural analyses on these faults demonstrated thatdeformation is marked by folding, boudinage, intense cleavage, shear surfaces/veins and enrichment of phyllosilicates in thefault zone of both thrusts. Similar to the PPVT, pressure-solution and dissolution-recrystallization mechanisms are the mainmechanisms that control deformation and enhanced the enrichment of the newly-formed phyllosilicates in the fault zones ofboth thrusts. Based on the Kübler index measurements, the deformation in the Lakora and Torla faults occurred at relativelylower temperature compared to the PPVT. The youngest total gas ages obtained by the 40Ar/39Ar technique are very old for theactivity time of both thrusts as they are older than the depositional ages of the sediments in the fault zones. Further investigationsare proposed at the end of this dissertation in order to better understand this anomaly in age and to successfully obtain the rightage of the two thrusts activity.Based on the results of this thesis, phyllosilicate minerals proved to be reliable thermochronological tools for fault activity atlow-grade metamorphism, when such tools are combined with careful sample preparations and detailed sample characterization.

Le massif de marbres de Saint-Béat se situe dans la Zone Interne Métamorphique des Pyrénées centrales françaises. Il est formé de sédiments mésozoïques métamorphisés lors de l'événement métamorphique extensif Haute température - Basse pression classiquement décrit dans les Pyrénées. L'objet de cette thèse est de caractériser la déformation ductile et la fracturation qui affectent ce massif, et de déterminer dans quelle mesure les processus responsables de la fracturation peuvent être influencés par l'état de déformation. Les caractéristiques de la déformation des marbres et de ses roches encaissantes seront déterminées essentiellement grâce aux orientations préférentielles des axes de la calcite (marbre) et du quartz (socle paléozoïque), déterminées à l'aide de mesures à l'EBSD. L'observation en lame mince des textures de la calcite permet de quantifier les taux de déformation et d'estimer la température de cette déformation. Combinés aux observations de terrain, ces résultats permettent de proposer un modèle structural retraçant l'évolution du bassin depuis l'extension aptio-albienne jusqu'à son état actuel. La fracturation du massif est ensuite regardée à différentes échelles, depuis la photo aérienne jusqu'à l'affleurement. Quatre zones seront étudiées en détail afin de classifier les fractures par familles de mêmes caractéristiques et de reconstituer localement les paléo-régimes de contraintes. On comparera les tenseurs obtenus avec les régimes tectoniques décrits dans la littérature. Trois faciès légèrement différents de marbre servent de base à une étude visant à discuter de l'état d'anisotropie de la roche. Ainsi, des essais en compression simple, en traction indirecte et des mesures de vitesses acoustiques sont pratiqués sur des carottes orientées réalisées dans ces trois faciès ; leurs résultats donnent accès aux caractéristiques internes de la roche. On comparera et discutera les résultats d'un faciès à l'autre, et au sein du même faciès, d'une orientation à l'autre. Les résultats obtenus sur la fracturation servent de guide à la classification des fractures observées sur les fronts de tirs, lors du creusement du tunnel routier de Saint-Béat, recoupant le massif sur plus d'un kilomètre du Nord au Sud. / The Saint-Béat massif, composed of different marble facies, is part of the Internal Metamorphic Zone of the French Central Pyrenees. It is formed by Mesozoic sediments metamorphosed by the High Temperature – Low Pressure extensional event, classically described in the Pyrenees. The aim of this work is to characterize the deformation and fractured state of the massif, and to understand how the former can constrain the latter. The ductile deformation state is recorded in calcite grains for Mesozoic rocks, or in quartz grains for Paleozoic rocks. Their preferential lattice orientations have been measured with the EBSD method. Calcite texture observations give indications about deformation rates and temperatures. These results, in addition with field observations, allow us to rebuild the structural evolution of the massif, from the Albian extension. Fracturing along the massif is described at different scales. Four outcrops are selected in order to characterize and to classify fractures, and locally reconstruct the paleo stress tensor. The obtained tensors are presented and compared to those already published. Three slightly different marble facies are used to discuss the degree of anisotropy of the rock. Mechanical experiments such as compression tests, tensile tests and velocity measurements of elastic waves are carried out on oriented cores within these three facies. These results provide internal rock characteristics which are discussed and compared for the three facies, and for different orientations of the cores.

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.

Cette étude porte sur l'équipement en bois de cervidé (armement et outillage) fabriqué par les chasseurs-cueilleurs paléolithiques qui peuplaient le massif pyrénéen durant le Magdalénien (19-14 ka cal. BP). Pendant cette période, qui correspond à la fin de la dernière glaciation, les Pyrénées constituent une frontière écologique naturelle, circonscrivant plus ou moins strictement la répartition des cervidés de part et d’autre du massif. La question des usages comparés du bois de cervidé autour des Pyrénées est un cas d'étude particulièrement intéressant pour appréhender les interactions hommes préhistoriques-variations du milieu de part et d’autre d’une frontière écologique naturelle. À travers l’étude techno-économique de sept séries d’industrie sur bois de cervidé du Magdalénien pyrénéen (Santa Catalina-NIII, Isturitz-SI/Eω, Isturitz-I/F1, Troubat-10/8, Belvis-1/4,Canecaude I-2, La Bora Gran), nous avons pu confirmer que les groupes de chasseurs-cueilleurs avaient globalement puisé dans leur environnement proche l’essentiel des ressources dont ils avaient besoin pour leurs équipements.Si les études techniques et économiques comparées que nous avons menées sur ces deux matériaux ne font pas apparaître d’avantages substantiels de l’un par rapport à l’autre, il n’en demeure pas moins que leur exploitation implique dans les deux cas une anticipation des besoins à plus ou moins long terme. En ce sens, le versant nord du massif livre un exemple original de planification des besoins en armement à travers l’exploitation du bois de renne par les groupes du Magdalénien moyen récent et du Magdalénien supérieur ancien. Enfin,pour pallier les problèmes d’identification taxinomique des bois de cervidé (cerf/ renne) liés à la transformation anthropique des vestiges, nous avons développé une nouvelle méthode d’identification des bois de cervidé au micro-CT, combinant microtomographie X et analyses statistiques avancées (SVM classifiers). Cette méthode innovante, dont l’indice de confiance est évalué à 96 %, a permis de démontrer l’importation de bois de renne sur le territoire Ibérique depuis le versant nord du massif. / This study focuses on deer antler equipment (weapon and tool kits) crafted by Palaeolithic hunter-gatherers that inhabited the Pyrenees during the Magdalenian (19-14 ka cal. BP). Throughout this period, which corresponds to the end of the last glaciation, the Pyrenees constitute a natural ecological border, more or less confining the distribution of deer on either side of this mountain range. Comparing the use of deer antler throughout the Pyrenees is a particularly interesting case study for addressing interactions between prehistoric people and environmental variations on either side of a natural ecological border. Through a techno-economic study of seven deerantler industries from the Pyrenean Magdalenian (Santa Catalina-NIII, Isturitz-SI/Eω, Isturitz-I/F1, Troubat-10/8, Belvis-1/4, Canecaude I-2, La Bora Gran), we were able to confirm that hunter-gatherer groups generally exploited their immediate environment for essential resources that they needed for these artefact types. While comparative technical and economic analyses of these two materials do not reveal any substantial advantageof one over the other, their exploitation does however imply in both cases a more or less long-term anticipationof needs. In this sense, the northern side of the range underlines an original example of forward planning of weaponry needs in the exploitation of reindeer antler by Late Middle and Early Upper Magdalenian groups. Finally, in order to overcome problems of taxonomic identification of deer antler (red deer vs. reindeer) tied tothe anthropic transformation of these artefacts, we developed a new identification method using micro-CT scanning,combining X-ray microtomography and advanced statistical analyses (SVM classifiers). This innovative method, with a confidence interval evaluated at 96%, allowed us to demonstrate the import of reindeer antler into the Iberian territory from the northern slopes of the mountain range.

La question sera d’évaluer si l’érosion glaciaire dans les Pyrénées est suffisante pour expliquer au moins une proportion de la surrection du volume montagneux, et donc dans quelle mesure les moteurs tectoniques demeurent incontournables. Le terrain proposé est un transect E–W, portant sur : un échantillon de cirques granitiques (prélèvement de roche-mère, lithologie homogène) déglacés (Bassiès) ou partiellement englacés (Aneto) ; et un échantillon de bassins versants (prélèvement de sédiments dans le lit du collecteur principal aux exutoires). Les méthodes utilisées seront les isotopes 10Be et 26Al produits in situ (Dunai, 2010) outils servant à quantifier les vitesses d’érosion d’un substratum rocheux ou d’un sol en fonction de leur durée d’exposition au bombardement cosmique provenant de la voûte céleste. Il s’agira ainsi (i) de détecter l'existence d'héritages d'exposition, synonymes de très faible tranche érodée lors du dernier cycle glaciaire (Fabel et al., 2002, 2004) — héritages inconnus jusqu’ici dans les Alpes (Ivy Ochs et al., 2007) mais déjà repérés dans l'est des Pyrénées (Delmas et al., 2008, 2011) ; et (ii) de comparer les taux moyens de dénudation post-glaciaire de bassins versants sélectionnés en fonction de leur passé (glaciaire ou non), de l’ambiance climatique post-glaciaire (influences atlantiques ou méditerranéennes), et enfin, sur chaque site-atelier ainsi défini, de leur taille (échantillonnages compartimentés sur des BV emboîtés de rang 1, 2, et 3 ; v. méthode in Godard et al., 2012). Une approche complémentaire consistera à quantifier systématiquement, dans les quelques cirques témoins, les volumes érodés par cubage des matériaux morainiques tardiglaciaires ou holocènes, mais aussi des éventuels glaciers rocheux et des éboulis. Ces bilans de masse impliqueront éventuellement aussi un effort de datation de ces formations, dont la chronologie (en particulier les glaciations holocènes) est encore très mal connue dans les Pyrénées. / The Pyrenees form a mid-latitude, intermediate altitude mountain range displaying weak tectonic activity and a westward gradient of increasing topographic inheritance from the work of Pleistocene glaciers. This thesis aims to characterize and to quantify the influence of the glacial and non-glacial erosive processes on the most elevated areas of the mountain range, during the last climatic cycle (~100 ka), according to an E-W transect from the Carlit to the Maladeta, via the Ariège. The Holocene tills volumes (Maladeta) were quantified from DEM- and GIS-derived measurements, while the lowering of the glaciated and unglaciated surfaces was determined from cosmogenic nuclides (CN). Denudation was measured through TCN concentrations in alluvial sediment in elevated catchments. Würmian denudation on supraglacial ridges (10–25 mm/ka) was slower than on cirque floors (30–40 mm/ka), thereby resulting in an increase in topographic relief. Denudation of the cirques floor increases during post-Würm spatially limited glaciations (20-400 mm/ka). Small Holocene glaciers erosion in the Maladeta is 180-700 mm/ka even > 1 m/ka. These rates are noteworthy higher than bedrock and regolith plateau weathering (2.60 mm/ka and 20-40 mm/ka, respectively). Postglacial catchments denudation (25-450 mm/ka) linearly increases with mean slope (r = 0.83) and then with the Pleistocene glacial inheritance of the landscape. Results confirm the atonic tectonic activity of the Pyrenees and show the influence of the glaciers and fragile meta-sedimentary lithologies on the Holocene denudation.

Cette thèse s’intéresse aux transformations et modalités de mise en œuvre de l’ingénierie territoriale. Elle se propose de l’analyser à travers l’émergence d’un nouvel instrument, l’observatoire territorial. Elle pose comme hypothèse que les compétences des professionnels du développement territorial sont déterminantes dans l’efficacité de cette ingénierie et qu’en retour, la structuration de celle-ci influe fortement sur l’évolution de ces compétences. Nous nous intéressons à la conception et aux usages d’observatoires sur les Pyrénées en mobilisant l’entretien auprès des acteurs de ces projets et à travers une position d’observation participante au sein d’une structure d’expertise territoriale.Les projets d’observatoire révèlent un enjeu de construction de compétences collectives dans l’ingénierie territoriale, indispensables pour ancrer l’expertise dans le territoire. Cet enjeu se déploie à différents niveaux : entre agents d’une même structure et entre agents de différentes structures. Ces niveaux font apparaître des médiateurs favorisant l’émergence et la consolidation des compétences collectives. Ces processus entraînent des transformations des compétences individuelles des professionnels ainsi qu’un métissage de celles-ci, aboutissant à l’émergence de profils professionnels hybrides. Par rapport aux compétences mobilisées dans des projets de développement territorial, celles nécessaires au projet d’observatoire territorial sont marquées par un besoin plus fort de stratégie, tout en faisant appel à des compétences techniques spécialisées. L’approche géographique de la compétence comme ressource de la construction territoriale est une avancée majeure de cette thèse. / This thesis is concerned with transformations and the different means for implementing territorial engineering. Its aim is to analyse territorial engineering through the emergence of a new instrument, the territorial observatory. It advances the hypothesis that the skills of territorial development professionals play a key role in the effectiveness of this engineering, whereas the way it is structured highly influences the evolution of these skills. We focus on the design and uses of observatories in the Pyrenees Mountains through interviews with the actors who participate in these projects, as well as from the viewpoint of a participating observer within a territorial expertise structure. Observatory projects illustrate the challenge involved in the construction of collective skills for territorial engineering, essential for integrating expertise into the territorial framework. This challenge exists at different levels : between representatives of the same structure and between representatives of different structures. These levels give rise to mediators who encourage the emergence and the consolidation of collective skills. These processes lead to transformations in the individual skills of professionals as well as a crossover between them, thus resulting in the emergence of hybrid professional profiles. In relationship to the overall skills mobilised in territorial development projects, those necessary for territorial observatory projects can be distinguished by a greater need for strategy, while requiring specialised technical skills. The geographic approach to skills as a resource for territorial construction is a major contribution of this thesis.

Cette recherche doctorale porte sur la relation des sociétés aux territoires qu’elles construisent dans une perspective diachronique. Je fais l’hypothèse que le rapport à l’espace participe de la classification des individus en plusieurs groupes, selon la résidence, le statut familial ou la richesse en terre. Cette série ne saurait être considérée comme ni exhaustive ni ahistorique. Dans cette perspective, la Cerdagne (Pyrénées de l’Est) est apparue comme un terrain idoine compte tenu des lignes de fracture, sociale et spatiale, qui révèlent et recomposent les différents rapports à l’espace entre le XVIe et le XIXe siècle. Trois questionnements envisagés à trois échelles différentes se sont posés. À petite échelle, l’apparition d’une frontière politique au milieu du XVIIe siècle (traité des Pyrénées, 1659) modifie-t-elle les rapports à l’espace en créant un nouvel horizon étatique ? Et quelle place tient la ville de Puigcerdà dans la structuration de ces sociétés de montagne ? A l’échelle des communautés d’habitants, quels types de rapport à l’espace se noue autour de l’accès aux biens collectifs tant au niveau intercommunautaire qu’intracommunautaire ? Enfin, à grande échelle, quels rapports se créent et se recréent entre les familles, les individus et la terre dite « privée », alors que du point de vue historiographique, la Cerdagne se situe dans une aire pyrénéenne marquée par la primogéniture et l’exclusion des puînés de l’héritage foncier. / This doctoral research dwells on the relationship between societies and the territories they shape within a diachronic perspective. The hypothesis at the core of this work is that the relation to space partakes of the classification of the individuals into several groups, according to localities, family status or land wealth. This list is neither to be considered exhaustive nor ahistorical. From this perspective, Cerdanya (in the Eastern Pyrenees) qualified as a terrain, given the social and spatial divides which bring to the fore and reconstruct the manifold relations to space between the 16th and 19th centuries. Three questions arise at three different scales. On a small scale, does the coming upon the political scene of a frontier in the middle of the 17th c. (with the Treaty of the Pyrenees, 1659) modify the relations to space by creating a new state, a new actor ? Then, what about the role held by the city of Puigcerdà in the shaping of these moutain societies ? On the community scale, what kinds of relations to space form when it comes to common lands as much on the intercommunal as the intracommunal level ? Lastly, on the large scale, what are the links weaving between families, individuals and the land called “private”, when, from a historiographical point of view, Cerdanya is located in a Pyrenean aera where primogeniture and the exclusion of the youngest is deeply rooted.

La chaine varisque ouest-européenne est une vaste province métallogénique qui abrite une large diversité de minéralisations. Une grande partie d’entre elles ont fait l'objet d'exploitations historiques, à l'instar de Salau(Pyrénées Centrales), le plus important gisement de tungstène français. Les résultats de terrain combinés aux études minéralogiques et géochimiques convergent pour montrer qu'il existe deux types de minéralisations superposées : (1) un skarn à silicates calciques, rare scheelite fine et sulfures disséminés ; (2) une brèche filonienne à sulfures massifs (pyrrhotite et chalcopyrite dominante), or et abondante scheelite grossière qui a constitué l’essentiel du minerai exploité. Cette brèche se localise dans des zones de cisaillement ductile-fragile(faille Véronique) recoupant la granodiorite. Les datations U/Pb sur zircon, apatite et scheelite situent le skarn contemporain de l'intrusion de la Fourque à 295±2 Ma alors que la brèche à sulfures massifs se forme environ6 Ma après, à 289±2 Ma. Ces minéralisations, issues de deux intrusions successives (granodiorite puis leucogranite), s’inscrivent dans l'évolution d'un modèle Intrusion Related Deposit. La mise en place de labrèche à forte teneur en or-scheelite est initiée par la focalisation progressive de la déformation régionale dans la Zone axiale des Pyrénées au sein de failles E-W dextres inverses. L'origine de l'or à l'échelle des Pyrénées pourrait s'expliquer en partie par une large répartition de ces minéralisations à forte teneur. La carte de paléotempératures RSCM a permis de localiser d’autres intrusions non affleurantes en étendant le district minéralisé sur plus de 7 km jusqu’à l’indice à W-Au d’Aurenère en Espagne. / The Western European variscan belt is a vast metallogenic district which hosts a wide diversity of mineralizations. A large part of them have been historically exploited, such as Salau (Central Pyrenees), the most important French tungsten deposit. The field results combined with the mineralogical and geochemical studies converge to show that it exists two superimposed ore types: (1) a calcic silicates skarn with rare fine grainedscheelite and disseminated sulphides; (2) a mineralized breccia with massive sulphides (pyrrhotiteand chalcopyrite dominant), gold and abundant coarse-grained scheelite which have constituted the main part of the exploited ore. This breccia is localized in ductile-fragile shear-zones (Veronique fault) which crosscut the granodiorite. U/Pb datings on zircon, apatite and scheelite place the skarn, contemporaneous of the LaFourque intrusion at 295±2 Ma while the massive sulphides breccia was formed ca. 6 Ma later at 289±2 Ma.These mineralizations, from two successive intrusions (granodiorite then leucogranite), belong to the evolution of an Intrusion Related Deposit model. The emplacement of the high grade gold and scheelite breccia was initiated by the progressive focalization of the regional deformation in the Axial Zone of the Pyrenees within EWdextral-reverse faults. The source of gold at the Pyrenees scale could be explained in part by this type of high-grade mineralizations. The RSCM paleo-temperature map has made possible to locate other undercover intrusions, extending the mineralized district over more than 7 km until the W-Au Aurenere occurrence in Spain.