Le comportement géotechnique des massifs rocheux est principalement régi par leurs discontinuités. Celles-ci ont pour cause les déviateurs de contrainte et de déformation appliqués au massif tout au long de son histoire géologique. On en conclut que les caractéristiques mécaniques et hydrauliques actuelles d'un massif dépendent à la fois de ses particularités structurales acquises et éventuellement de contraintes s'exerçant de nos jours, notamment par suite du mouvement des plaques lithosphériques. L'appréciation de la qualité d'un site doit s'efforcer de combiner l'analyse structurale, les mesures in situ et, si possible, les données acquises par la sismologie. Une telle démarche permet de généraliser les résultats de reconnaissances par nature ponctuelles et de mieux comprendre certaines anisotropies mécaniques et hydrauliques. Des études de sites de fondation de barrages, en terrains cristallins et cristallophylliens, effectuées en Arabie Séoudite et dans les Pyrénées-Orientales illustrent la démarche méthodologique qui vient d'être proposée.

Cette thèse s'intéresse aux processus de patrimonialisation de la montagne observés dans le cadre de la mise en œuvre de la politique "Grand site" dans le massif du Canigou (Pyrénées-Orientales). Nous analysons le rapport entre les logiques de développement et les logiques de protection des politiques de la montagne et d'aménagement du territoire en France pour mettre à jour l'émergence d'un "ordre patrimonial ". Nous montrons ainsi que l'action publique se saisit du patrimonial à travers une multitude de procédures, de dispositifs et de projets de natures différentes qui sont mis en cohérence par la patrimonialisation. Ce raisonnement est réalisé dans le cadre d'une approche que nous avons qualifié d'ethnogéographique. celle-ci nous permet d'approfondir l'analyse des ressorts, des supports et des figures de la patrimonialisation du Grand site Canigo.

Cette thèse a pour objectif l'étude des roches de Costabonne, dans les Pyrénées Orientales. Nous nous intéressons à la formation des skarns et les décrivons d'un point de vue géométrique et minéralogique Nous présentons les résultats d'analyse isotopique d'échantillons prélevés soit dans la paragénèse de rétromorphose, soit dans l'encaissant afin d'étudier la phase "hydrothermale" des skarns. Pour le soufre, les analyses ont porté essentiellement la sphalérite, mais aussi sur la pyrite, la pyrrhotite, la molybdénite et la bismuthinite. Pour le carbone et l'oxygène, sur les carbonates (calcite et dolomie). Nous terminons cette étude par une comparaison avec d'autres skarns de la même région, et en particulier, les skarns à scheelite du site de Salau (Ariège) connu pour être une mine de tungstène et dans une moindre mesure ceux de Roc Jalère et de Lacourt situés eux aussi dans l'Ariège.

This thesis aims at deciphering the respective roles of autogenic processes and allogenic forcing in the post-orogenic evolution of a coupled mountain catchment/foreland megafan system, with a focus on the Lannemezan megafan and its mountainous catchment in the northern Pyrenees (France). AFT data are consistent with previously published thermochronological data, showing (i) the main exhumation phase of the Axial Zone (AZ; ~50-30 Ma) with lateral variations in the exhumation rates, (ii) a later unroofing of the North-Pyrenean Zone (NPZ; since ~20 Ma), and (iii) a late (~20-15 Ma) exhumation phase only recorded in the western part of the range (west of the Neste River). The megafan was thus built at a late stage of the orogeny and its source catchment lays on the boundary between two tectonic domains. Petrographic data shows that the source area encompasses the NPZ and AZ but modern river sands yield more granitic material than the megafan sediments. This discrepancy suggest that (i) the foreland deposits are locally sourced, but this is not consistent with the definition of a megafan, (ii) the crystalline massifs may have been insufficiently unroofed, but this is inconsistent with the presence of granitic material in Eocene deposits of the south foreland, (iii) the main drainage divide migrated to the south around that period, but this seems inconsistent with the exhumation history of the range as inferred from thermochronological data. Comparison of my estimation of the sedimentary budget and AFT-derived exhumation rates suggests that the current watershed of the Neste is more than sufficient to provide the material for the building of the Lannemezan megafan. This implies that (i) the catchment boundaries have not necessarily changed since the Miocene and (ii) a significant portion of the sediments bypassed the megafan. I dated the abandonment of Quaternary surfaces using cosmogenic nuclides (10Be, 26Al). The abandonment of the megafan (~300 ka) and of the alluvial terraces (~100ka, ~20ka and ~1ka) suggests that incision episodes are triggered by cold-to-warm climatic shifts. The terrace slopes increase with time: I propose that the region was subjected to northward tilting by flexural isostatic rebound as a response to erosional unloading of the range during the Quaternary. From the morphometric analysis (χ-proxy, steepness index, concavity, long river profiles) I show (i) drainage reorganization near the megafan apex and (ii) no influence on the drainage network from active tectonic structures or base-level variations. The abandonment and of the Lannemezan megafan is thus linked to the capture of the Neste by the Garonne and its episodic incision is linked to Quaternary climatic cycles. Numerical modelling adequately reproduce the building of a large megafan in 15 Ma by progradation of the deposits carried by a central river that becomes dominant in the sediment routing. I suggest that, in the northern Pyrenean foreland, the Atlantic Ocean to the west and large, efficient rivers create the conditions needed for a river to be singled out and build a megafan. Negligible subsidence at during the Miocene may have encouraged progradation. I suggest that, in the northern Pyrenees, the main driving force for long-term entrenchment of the megafan is linked to autogenic processes but these are modulated by short-term climatic changes (and possibly isostatic movements). Numerical modelling also evidenced the strong coupling between the mountainous catchment and the basin and the characteristic response times (on the order of 10 ka). / Le but de cette thèse est de comprendre ce qui contrôle l’évolution géomorphologique post-orogénique d’un ensemble composé d’un bassin versant montagneux et de son piedmont à partir de l’exemple du méga-cône alluvial de Lannemezan et son bassin versant au flanc nord des Pyrénées. Les données de thermochronologie in-situ et détritiques confirment les phases d’exhumations : (1) une phase d’exhumation majeure (~50-30 Ma), enregistrée dans toute la ZA bien qu’avec des vitesses différentes à l’est (Ariège) qu’à l’ouest, (2) une excavation plus tardive de la ZNP (à partir de ~20 Ma), et (3) une phase tardive d’exhumation (vers 15-20 Ma) enregistrée seulement à l’ouest. Le méga-cône se forme donc à une période post-orogénique où la tectonique cesse de jouer un rôle dominant, mais le bassin versant d’alimentation du cône se situe à une position charnière entre deux zones qui s’exhume différemment. Les données de pétrographie des sédiments indiquent une zone source qui inclut la ZNP et la ZA. La proportion de matériel cristallin dans les sédiments Oligo-Miocène est plus faible que celle des sédiments des rivières actuellesce qui pourrait suggérer que (1) les massifs cristallins n’étaient pas suffisamment exhumés mais cela semble incohérent avec les études précédentes, (2) que la ligne de partage des eaux a migré vers le sud, mais ce n’est pas cohérent avec l’histoire d’exhumation de la chaîne. J’ai comparé le volume érodé dans le bassin pour produire le méga-cône et le flux sédimentaire estimé à partir des taux d’exhumation : il semble que le bassin versant actuel de la Neste est plus que suffisant pour produire les sédiments du cône, ce qui suggère que (1) la taille du bassin versant n’a pas nécessairement changé et (2) une partie des sédiments a été directement exportée vers le bassin marin. Les résultats des datations par nucléides cosmogéniques (10Be et 26Al) suggèrent que le cône est abandonné vers ~300 ka et les terrasses alluviales qui bordent les rivières du piémont (~100ka, ~20ka et ~1ka) pourraient suggérer un contrôle climatique sur l’incision (cycles glaciaires/interglaciaires). Pour expliquer la pente des terrasses je propose l’hypothèse d’un basculement de la région en lien avec un rebond isostatique au Quaternaire. L’analyse morphométrique du réseau de drainage montre (i) une réorganisation par capture dans la partie sud du cône et (ii) qu’il n’y a pas de structure tectonique active ou de variation du niveau marin. J’ai utilisé un modèle numérique pour comprendre les conditions de formation et d’incision d’un méga-cône et comparé les résultats avec les observations faites sur le cône de Lannemezan et son bassin versant. Les résultats suggèrent que le temps de construction d’un tel cône est de l’ordre de 15 Ma, par progradation des dépôts d’une rivière centrale qui domine les apports du piémont. La comparaison avec le cas de Lannemezan suggère que (1) l’Océan Atlantique à l’ouest et les grandes rivières, au transport efficace créent un environnement propice à la formation du méga-cône; (2) la subsidence négligeable du piémont pourrait avoir favorisé la construction du méga-cône; (3) les processus autogéniques sont suffisants pour produire au long terme une incision permanente du cône par sa rivière d’alimentation. Les forçages externes (tectoniques, climat) ne font que moduler l’incision autogénique. La réponse du paysage à un forçage climatique cyclique montre un temps caractéristique de l’ordre de 10 ka. Finalement, la modélisation a permis de mettre en évidence les interactions entre le piémont et la chaîne.

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.