Cette étude intéresse les unités de Vanoise orientale situées dans les Alpes occidentales, à la bordure interne du Briançonnais et au front de la nappe complexe des "Schistes lustrés". A. Du point de vue stratigraphique et paléogéographique, trois ensembles d'unités sont distingués. Ce sont: 1. Des unités issues de l'ancienne marge continentale passive européenne pour lesquelles l'evolution sedimentaire alpine est globalement comparable du Trias jusqu'au Crétacé inférieur; cette évolution est marquée par : - Un stade pré-rift (Trias) qui se caractérise par une sédimentation de plate-forme subsidente dont les dépôts (quartzites et formations calcaréo-dolomitiques) ne sont préservés des érosions ultérieures que dans les unités de Val d'Isère de la Grande Motte, des Fours et du Prariond. - Le stade du rifting téthysien (Lias-Dogger) qui est à l'origine d'importantes érosions jusqu'au Paléozoïque sur des points hauts de la marge (actuelles unités des Lombards, de la Calabourdane et probablement une partie du Grand Paradis) et du dépôt de sédiments liasiques dans plusieurs sillons (actuelles unités de la Grande Motte, des Fours et du Prariond). - Un stade post-rift (Dogger supérieur-Crétacé basal) correspondant à l'effondrement de la marge menant à la généralisation de la sédimentation pélagique au cours du Malm. Après une lacune de sédimentation généralisée au Crétacé inférieur, la marge européenne se différencie en deux domaines distincts au début du Crétacé supérieur : - Le domaine briançonnais (le plus externe) demeure dans une ambiance de sédimentation pélagique jusqu'au début de l'Eocène et enregistre notamment le dépôt de matériaux volcanogènes alcalins vers la limite Crétacé-Tertiaire. Il n'est affecté par les déformations synmétamorphiques qu'au cours de l'Eocène moyen-supérieur. - Le domaine piémontais (le plus interne) est gagné par une sédimentation calcaréodétritique (présentant actuellement un faciès "Schistes lustrés") dès la base du Crétacé supérieur et il est affecté par des déformations compressives alpines synmétamorphiques dès le Sénonien. 2. Des unités issues de l'ancien océan téthysien constituées de lambeaux du substratum océanique et de sa couverture sédimentaire. - Le soubassement océanique, apparu au cours du Callovo-Oxfordien, est généralement formé de serpentinites et plus rarement de gabbros. - La couverture débute localement par des brèches ophiolitiques provenant du démantèlement du substratum, puis elle comprend des carbonates à débris d'ophiolites (attribuables au Jurassique supérieur-Crétacé basal) et d'épais sédiments calcaréo-détritiques, datés de la base du Crétacé supérieur, dans lesquels s'intercalent des matériaux détritiques grossiers (turbidites, debris-flows et olistolites) d'origine mixte (océanique et continentale). L'essentiel des unités océaniques est impliqué dans des déformations synmétamorphiques dès le Sénonien. 3. Des unités dont le substratum stratigraphigue originel n'est pas connu. Elles sont constituées de métasédiments dérivant de dépôts synorogéniques terrigènes à faciès flysch, dépourvus de matériel détritique ophiolitique, datés du Crétacé terminal ("Schistes lustrés" de la Pointe du Grand Vallon). B. Du point de vue tectonique, divers épisodes de déformations sont distingués. Ce sont : 1. Un événement à la base du Crétacé supérieur interprété comme le début de la fermeture de l'océan téthysien; il n'a été décelé que grâce aux conséquences sédimentaires qui lui sont associées (détritisme mixte océanique et continental). 2. Un événement dans le courant du Sénonien (Campanien?) à l'origine de brèches catastrophiques à la limite interne du domaine briançonnais et du charriage d'unités océaniques sur la bordure du continent européen (domaine piémontais) dans les conditions du métamorphisme HP-BT "éoalpin" (daté entre 90 et 65 M.a.). Le détritisme terrigène du Crétacé terminal correspond probablement aux conséquences sédimentaires de cet événement. 3. Une succession d'événements de l'Eocène moyen-supérieur à l'actuel responsables du charriage de la nappe complexe des "Schistes lustrés" (englobant les unités piémontaises, océaniques et de la Pointe du Grand Vallon) sur le Briançonnais, puis de la déformation de l'édifice de nappes en plis de style pennique dans les conditions du métamorphisme HP-BT "alpin s.str. ou lepontin" (daté vers 40-38 M.a.). Enfin, des chevauchements cisaillants tardifs, à vergence externe, recoupent l'ensemble avant d'être repris par de vastes voussures mio-pliocènes (dômes de l'Arpont et du Grand Paradis) et diverses générations de failles récentes.

L'étude stratigraphique et structurale à permis de distinguer sur la transversale étudiée: A) 5 unités superposées 1) Une unité de socle inférieure, qui constitue la véritable ossature du massif de Vanoise méridionale et ne montre jamais de couverture post-paléozoique. 2) Une unité de socle supérieure, où le socle montre les mêmes caractères pétrographiques que le socle sous-jacent, sur lequel il repose tectoniquement, selon un grand accident cisaillant précoce (PLATT et LISTER,1985 a/b) jalonné par des quartzites phylliteux permotriasiques. Cette unité supporte une couverture adhérente jurassique et des écailles de séries bréchiques de type Ambin. Malgré le caractère dilacéré de ces dernières et en raison de la convergence de leurs faciès, on propose de voir dans ces séries de type Ambin la couverture autochtone de l'unité de socle supérieure , décollée de son substratum anté -triasique lors des premières compressions alpines. Cette unité de socle supérieure et sa couverture bréchique représenteraient un secteur de bordure du fossé de la Grande Motte, secteur dont la position reste difficile à définir. 3) Une unité de type Grande Motte , qui repose tectoniquement soit directement sur le socle, soit sur sa couverture bréchique écaillée . Cette unité affleure surtout à l'Est du Doron de Termignon (Pierre Brune , Lanserlia , Coëtet, Chavière ) mais on en retrouve peut-être des lambeaux dans la fenêtre de Lanslevillard, dont la série triasique pourrait représenter une partie de la semelle de la nappe de la Grande Motte, resté à la traine lors des premiers charriages. 4) Les écailles de la Rocheure, qui montrent la superposition tectonique de deux séries bréchiques que leurs caractères sédimentaires apparentent aux séries type Plan de Nettes pour l'une et Chevril pour l'autre. Cet ensemble chevauche le Lias type Grande Motte des Rochers de Pierre Brune, témoignant ainsi du caractère intrabriançonnais du fossé de la Grande Motte. 5) La nappe des Schistes lustrés, avec sa semelle évaporitique (nappe des gypses), qui coiffe l'édifice des nappes précédentes. B) 3 phases de déformations synschisteuses, suivies d'une phase de bombement et de fracturation tardive du massif . D1 C'est la phase de mise de place des nappes, accompagnée de la formation de plis couchés d'axes NE-SW, à vergence ouest, qui redoublent les séries et affectent aussi bien le socle que la couverture . La direction de transport des nappes pendant cette première phase est estimée vers le NW en accord avec les idées de PLATT et LISTER (1985 a/b). D1 intervient sous un faciès métamorphique schiste vert à glaucophane (PLATT et LISTER, 1978/1985 a/b). D2: Elle structure le massif en un vaste pli pennique déversé vers le Nord et intervient dans un régime de déformation non coaxiale. Ce grand pli pennique pourrait se "fermer" dans le massif de la Grande Casse et/ou de la Grande Motte. D3 C'est la classique phase de rétrocharriage des structures, unanimement reconnue dans les Alpes internes . Elle intervient après le pic du métamorphisme schiste vert (BP/BT) et montre deux étapes qui interviennent dans un même continuum de déformation . Ces deux étapes traduisent une variation des incréments de contrainte liée à une augmentation de l'intensité de déformation . Cela se traduit tout d'abord, par la formation de plis déversés vers l'Est ou le Sud-Est, puis par des rétroécaillages vers le Sud ou le Sud -Est, qui tronquent les structures antérieures . D4 : Elle se traduit par un bombement du massif qui se plisse sous forme d'une large voussure, un basculement de la foliation vers l'Est et le jeu de failles tardives qui découpent le massif. Cette dernière phase n'a qu'un rôle mineur par rapport aux trois précédentes et n'a pas été étudiée dans ce mémoire.

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.

Les filons du district de Mas-Cabardès-Labastide-Esparbairenque (Aude-France) sont encaissés dans les schistes X du Cabardès qui forment le flanc sud de la zone axiale de la Montagne Noire. Le secteur étudié comporte deux grands types de minéralisations : (1) Une minéralisation à mispickel avec pyrite et chalcopyrite qui se présente en filons nord-sud subverticaux, nourrissant parfois des injections concordantes dans les strates. Ces filons apparaissent à divers niveaux de la série, depuis les gneiss de l'Orbiel (La Bousille, Cubserviès) jusqu'à l'ensemble flyschoïde (Artémie) , dans le prolongement approximatif du faisceau minéralisé de Salsigne. Aucune zonalité n'apparait dans le sens sud-nord, ni dans la paragenèse, ni dans les teneurs en or du mispickel (rapport Au/As) ni dans le δ34S des minéraux associés (mispickel, pyrite ...). A ces différents points de vue, le "filon" interstratifié du Nesplier s'individualise nettement à la fois comme le plus riche en or (le mispickel y titre jusqu'à 40 g/t) et sans doute le plus "chaud". On remarquera que les glandes de tourmalinite à mispickel, éparses dans les schistes au même niveau que le "filon" du Nesplier, sont exemptes d'or (moins de 0, 1 g/t). Dans l'ensemble, il est difficile de dire si ces minéralisations aurifères sont contemporaines.de celles de Salsigne et liées à la même phase de granitisation, ou s'il s'agit de remaniements plus tardifs. Ce qui est sûr, c'est que les paragenèses sont bien plus pauvres qu'à Salsigne (rareté des minéraux de bismuth) et que les teneurs en or, et surtout les tonnages en jeu sont très faibles. L'alignement sud-nord qui joint Artémie à Cubserviès coïncide presque avec une grande faille en ciseaux qui affecte la pénéplaine post-hercynienne, le compartiment ouest étant abaissé de 180 m à la latitude d'Artémie et de 150 m à la latitude de Salsigne par rapport au compartiment est. Un linéament bismuthifère, récemment mis en évidence par P. Picot (1979) est peut-être en relation avec cet accident. (2) Une minéralisation filonienne est-ouest où se succèdent quartz, calcite et fluorine avec peu de sulfures (chalcopyrite). Ces filons, qui se cantonnent dans la formation carbonatée de Mas-Cabardès, pendent généralement vers le nord et semblent postérieurs à la pénéplaine post-hercynienne. Ils présentent des analogies évidentes avec les' filons à fluorine du Tarn, bien que leur importance économique soit beaucoup plus faible, tant à cause des tonnages reconnus par des travaux de recherche pourtant nombreux qu'à cause de l'irrégularité de la puissance du remplissage et de la fréquence des failles ou fractures nord-sud qui hachent les panneaux. L'état des anciens travaux ne permet malheureusement pas d'observer la position ni l'inclinaison d'éventuelles colonnes riches en fluorine. On notera aussi, par comparaison avec les filons du Tarn, le faible développement de la sidérite : On ne connait ici qu'une ankérite tardive et stérile.

Ce mémoire représente la synthèse des études pétrographiques et tectoniques effectuées sur un terrain dont le lever cartographique au 1/50 000 fut réalisé au cours de l 'été 1967, au sein d'une équipe de la direction de l'Exploration géologique du Ministère des Richesses Naturelles du Québec. Le secteur étudié est situé au Nord de la ligne de "Glint" dans le domaine du Bouclier canadien et plus précisément dans la partie sud de la "province de Grenville" séparée de la''province du Supérieur" au NW par le fameux front du Grenville. Toutes les formations géologiques rencontrées dans cette région ne font pas partie de la"série de Grenville" faite de terrains métamorphigues plissés et de roches éruptives d'âge précambrien. En effet dans les "Basses terres" sous les formations alluviales déposées par la rivière Ottawa affleurent localement des terrains sédimentaires cambro-siluriens parfaitement horizontaux. Nous verrons par la suite que cette plaine d'Ottawa s'est installée dans un fossé d'effondrement limité au Nord par un jeu de failles sensiblement E -W. Cet effondrement récent a permis ainsi de conserver quelques fragments de la couverture paléozoïque du socle précambrien.

Les terrains en faciès des schistes bleus dans l'Arc Ibéro-Armoricain sont rares et limités à de petits domaines. Un de ces exemples est l'unité de Ceán qui constitue l'affleurement le plus occidental de l'Allochtone moyen dans le NO du Massif Ibérique et dans la chaîne varisque de l'Europe occidentale. L'unité de Ceán est interprétée comme une séquence volcanosédimentaire qui représente probablement la couverture d'une croûte transitionnelle ou océanique. Les informations sur l'évolution P–T de roches de ce terrain sont donc essentielles pour comprendre les caractéristiques et les mécanismes de la subduction de cette marge. L'unité de Ceán forme la partie supérieure du Complexe de Malpica-Tui (MTC) et comprend des proportions variables de métapélites à glaucophane-chloritoïde et de roches mafiques avec d'abondants pseudomorphes de lawsonite automorphe bien préservés. L'objectif principal de cette recherche est une étude détaillée de l'évolution métamorphique de ces lithologies à l'aide de diagrammes de phases . L'analyse pétrologique montre que l'unité de Ceán a enregistré une évolution métamorphique en trois étapes. (i) Un métamorphisme précoce (M1), lié à la subduction (ii) Un métamorphisme prograde dans le faciès des schistes bleus (iii) Un métamorphisme lié à l'exhumation (M3, post-M3). Les résultats obtenus à partir de la modélisation numérique des effets du H2O et Fe2O3 dans l'évolution des roches du faciès des schistes bleus ont donné des contraintes de premier ordre pour les modèles géodynamiques qui peuvent avoir une application générale. (i) Cette étude propose que le métamorphisme des zones de subduction peut se développer dans des conditions de sous-saturation en H2O, liées à la cristallisation de la lawsonite. La transition entre le faciès schistes bleus à lawsonite et le faciès des amphibolites / schistes verts produit une hydratation significative qui est principalement le résultat de la déstabilisation de la lawsonite. (ii) La proportion du fer ferrique à une forte influence sur les équilibres de phases. Les valeurs analysées du Fe2O3 ne reflètent pas nécessairement l'état d'oxydation pendant les principales étapes de l'évolution métamorphique et sont probablement facilement modifies par l'altération superficielle, même dans les échantillons frais en apparence. L'utilisation des pseudosections P/T–X(H2O/Fe2O3) avec une analyse pétrographique détaillée (incluant une bonne connaissance de la composition chimique des minéraux et de leurs relations texturales) est alors nécessaire pour estimer le degré de saturation en fluide et l'état réel oxydation afin d'évaluer correctement les conditions P–T pendant le métamorphisme de subduction. L'âge du pic du métamorphisme dans le faciès des schistes bleus a été contraint à environ 363±2 Ma par la méthode 40Ar/39Ar sur muscovite phengitique des schistes pélitiques. Les datations sur les muscovites des mylonites quartzo-feldspathiques du détachement de Bembibre-Ceán, à la base de l'unité de Ceán a donné un âge d'environ 337±3 Ma. Cet âge est interprété comme le début de la tectonique en extension qui mène au collapse gravitationnel de l'orogène. Les différences entre l'événement HP/BT et le début de la tectonique post-nappes suggèrent une vitesse d'exhumation de 2–2,5 mm/an pour le complexe de Malpica-Tui. Ces âges supportent l'équivalence de l'unité de Ceán avec l'unité supérieure de l'Ile de Groix dans le Massif Armoricain et suggèrent que les deux terrains partagent le même événement en faciès des schistes bleus vers 360–370 Ma qui peut représenter la subduction tardi-dévonienne carbonifère précoce de la marge nord du Gondwana sous le Laurussia, au début de la tectonique varisque. / Blueschist-facies (BSF) terranes in the Ibero-Armorican Arc are restricted to scarce and relatively small areas. One of these examples is the Ceán Unit (CU), the westernmost exposure of the Middle Allochthon in the NW Iberian Massif, and in the European Variscan belt. The CU is a volcano-sedimentary sequence interpreted as a part of the cover of a transitional (continental to oceanic) crust of the north Gondwana margin during its subduction below Laurussia. Thus, constraints on the pressure–temperature (P–T) evolution of rocks from this terrain are essential to understand the subduction of this margin. The CU forms the upper tectonic sheet of the Malpica-Tui Complex (MTC) and comprises variable proportions of glaucophane-chloritoid-bearing metapelites and mafic rocks with abundant well-preserved pseudomorphs after euhedral lawsonite. The main objective of this research consists in a detailed study of the metamorphic evolution of these lithologies using pseudosection approach. Petrological analysis shows that the CU recorded a three-stage metamorphic evolution comprising (i) early subduction-related MP/LT metamorphism (ca. 350–380 ºC, 12–14 kbar), which is only preserved in the basal part of the sequence. (ii) Subduction-related blueschist/LT-eclogite-facies prograde metamorphism characterized by a H2O-undersaturated prograde P–T path peaking at 19–22 kbar, corresponding to a maximum burial of ca. 65–70 km. (iii) Exhumation-related metamorphism occurred in two stages (1) a slower nearly isothermal decompression and a phase of fast cooling once the rocks have reached an upper crustal level. Furthermore, thermodynamic modelling of the effects of H2O and Fe2O3 in the metamorphic evolution of BSF rocks shows that (i) subduction zone metamorphism may occur in H2O-undersaturated conditions induced by the crystallization of a significant modal amount of lawsonite, and (ii) the analysed values of Fe2O3 may not reflect the oxidation state during the main metamorphic evolution and are probably easily modified by superficial alteration even in apparently fresh samples. Then, the use of P–T–X(H2O/Fe2O3) pseudosections together with a thorough petrographic investigation, and an extensive knowledge on the mineral chemistry and the textural relationships is necessary to estimate the extent of fluid-saturation during subduction zone metamorphism and the real oxidation state of the rocks to correctly evaluate the P–T conditions. The age of the peak BSF metamorphism has been constrained at ca. 363±2 Ma by 40Ar/39Ar step-heating of phengitic muscovite from the pelitic schists, supporting the equivalence of the CU and its counterpart in the Armorican Massif, the Upper Unit of Ile de Groix. This suggest that both terranes share a BSF event constrained at ca. 360–370 Ma, that may represent the Late Devonian-Early Carboniferous subduction of the northern margin of Gondwana beneath Laurussia, at the onset of the Variscan collision.

Les matériaux des zones de sutures et des nappes ophiolitiques représentent les témoins essentiels des différents stades d'évolution des anciennes aires océaniques et de leurs marges. Cette étude présente l'analyse lithostratigraphique et structurale des divers constituants de la suture téthysienne d'une partie des Alpes franco-italiennes nord-occidentales. Il s'agit plus précisément de l'étude du complexe des Schistes lustrés le long de la chaîne frontière franco-italienne dans la région du Mont Cenis (régions de Suse, Italie et de Lanslebourg, France). Une partie du massif péridotitique de Lanzo (Nord de Turin), dans ses limites avec le massif de Sesia notamment, la klippe des Schistes lustrés du Mont Jovet (région de Moûtiers, France) ainsi que la zone valaisanne à la latitude de Bourg Saint Maurice ont aussi été analysées. Ce travail, essentiellement qualitatif, tient compte des données pétrologiques, métamorphiques et radiochronologiques connues. Les Schistes lustrés appartiennent à trois ensembles distincts d'unités lithostructurales. Les deux ensembles inférieurs, issus de la paléomarge européenne pour le plus bas et du paléodomaine océanique pour l'autre, comportent des calcschistes et des marbres caractérisés par un détritisme syn-orogénique d'origine mixte, océanique et continentale. L'importance de ce détritisme, en volume et en taille des éléments remaniés, ophiolitique ou non, décroît notamment des unités océaniques les plus basses vers les unités hautes. Bien qu'encore sujettes à discussion, les datations des vestiges fossiles ainsi que les intervalles radio chronologiques des métamorphismes convergent tous vers une seule conclusion: ces schistes lustrés appartiennent au Crétacé supérieur. Nous avons donc affaire à des flyschs néocrétacés. L'unité la mieux connue de l'ensemble supérieur, non reconnue sur notre secteur d'étude, est constituée exclusivement de métasédiments terrigènes dépourvus de clastes ophiolitiques, datés du Crétacé terminal [Deville, 1986]. Ces dépôts du Crétacé supérieur sont interprétés comme les conséquences sédimentaires de deux épisodes essentiels de la fermeture de l'océan téthysien, à partir du Crétacé moyen et durant le Crétacé supérieur. Les Schistes lustrés de la région de Lanzo et le massif péridotitique de Lanzo d'une part, les Schistes lustrés de la Klippe du Jovet d'autre part, s'intègrent sans difficulté dans le schéma précédent. Les premiers s'apparentent à ceux des unités océaniques les plus basses structuralement, les seconds à ceux des unités océaniques les plus hautes. Un modèle lithosphérique du massif de Lanzo est par ailleurs proposé, dans lequel ce massif n'est plus en relation avec le manteau apulien, comme cela était présenté jusqu'à maintenant. La zone valaisanne en France, dans la région de Bourg-Saint-Maurice est en dernier lieu réexaminée. Le Flysch valaisan repose stratigraphiquement sur les Roches vertes du Versoyen. Les microfaunes découvertes, qui complètent celles connues, imposent d'attribuer à ce Flysch un âge post-barrêmo-aptien. En outre, les Roches vertes sont considérées comme issues d'un domaine cratonique aminci et partiellement océanisé, localisé sur la bordure occidentale du domaine briançonnais. Si ce complexe essentiellement volcanogènique se met en place pendant le Crétacé, si l'âge du métamorphisme qui l'affecte, calé vers 60-70 Ma, est confirmé et si le Flysch a connu au même moment ces mêmes conditions métamorphiques, alors ce dernier est post BarrêmoAptien et aussi anté-Tertiaire, c'est-à-dire en définitive Crétacé supérieur. En conclusion, un modèle d'évolution de la suture téthysienne est proposé, tenant compte des données de la transversale étudiée.

La circulation de matière et la signature sismique des zones de subduction sont fortement dépendantes despropriétés élastiques de deux grands types de minéraux hydratés : les serpentines (antigorite, lizardite etchrysotile) provenant de l'hydratation des minéraux du manteau et le glaucophane, minéral marqueur des schistesbleus et éclogites, faciès métamorphiques caractéristiques des zones de subduction. La détection de ces phasesest parfois difficile. Il est nécessaire de connaître leurs propriétés élastiques afin de mieux comprendre lesimages sismiques acquises. L'objectif de cette thèse est de mesurer et de calculer les propriétés élastiques deminéraux hydratés par la spectroscopie Brillouin (dans le cas de l'antigorite et du glaucophane) et par les calculsab initio (pour la lizardite). Caractériser au mieux ces propriétés permet de les relier à la sismicité dans les zonesde subduction et notamment aux zones de faibles vitesses détectées par diverses méthodes sismiques. Nosmesures ont été réalisées à l'ambiante pour l'antigorite et le glaucophane et à haute pression pour l'antigorite encellule à enclumes de diamants. Les mesures élastiques ont ensuite été couplées à des mesures d'orientationspréférentielles par Electron Back-Scattered Diffraction. Ceci a permis de quantifier l'anisotropie élevée(AVP=37% et AVS=50%) dans la roche totale ainsi que les vitesses sismiques faibles des ondes P et S. Nousavons pu ainsi relier le décalage des ondes S aux retards observés par sismique dans la zone de subduction deRyukyu (Japon). Les observations sismiques montrent que la serpentine est présente dans les zones où lasismicité est faible et apparaît non seulement comme un minéral essentiel des zones de subduction mais en pluscomme un "lubrifiant" permettant aux couches de glisser les unes sur les autres sans engendrer de séismes. Pourle glaucophane, les schistes bleus présentent une anisotropie plus élevée que les éclogites à glaucophane maisces roches sont toutefois difficiles à détecter avec la profondeur, du fait de leurs vitesses élevées comparables àcelles du manteau environnant. Nos calculs par méthode ab initio portent sur un analogue de l'antigorite, lalizardite pour laquelle nous avons établi les constantes élastiques à diverses pressions et en présence de fer ounon. Nous avons mis en évidence une anomalie élastique vers 5 GPa pour la lizardite et 7 GPa pour l'antigorite,que nous avons confirmée ensuite par des mesures de spectroscopies Brillouin et Raman à haute pression. / The flow of material and the seismic signature of subduction zones are highly dependent on the elastic propertiesof two major types of hydrated minerals: serpentines (antigorite, lizardite and chrysotile) produced by thehydration of mantle minerals and glaucophane, a marker of blueschists and eclogites, which are metamorphicfacies characteristic of subduction zones. Detection of these phases is sometime difficult. It is important to knowtheir elastic properties in order to better understand the seismic images. The goal of this work is to measure andcalculate the elastic properties of hydrated minerals by Brillouin spectroscopy (for antigorite and glaucophane)and ab initio calculations (for lizardite). The precise knowledge of such properties allows linking them to theseismicity in the subduction zones including areas of low velocities detected by various seismic methods. Ourmeasurements were performed at room conditions for antigorite and glaucophane and at high-pressure forantigorite in a diamond anvil cell. Elastic measurements were then coupled with measurements of latticepreferredorientations by Electron Back-Scattered Diffraction. This allowed quantifying the high anisotropy(AVP= 37% and AVS= 50%) in the whole rock and the low seismic velocities of P and S waves. We were able tolink it to the shear wave splitting observed by seismology in the Ryukyu arc (Japan). Seismic observations showthat serpentine is present in areas of low seismicity; it appears to be not only an essential mineral of thesubduction zones but also a “lubricant” allowing sliding layers to slip over each other without leading toearthquakes. For glaucophane, blueschists exhibit a higher anisotropy than glaucophane eclogites, but theserocks are difficult to detect at higher depth, because of their high velocities comparable to those of thesurrounding mantle. We performed ab initio calculations for a similar serpentine, the lizardite, for which weestablished the elastic constants at various pressures and in the presence of iron or not. We highlighted ananomaly around 5 GPa for lizardite and 7 GPa for antigorite, which was later confirmed by Brillouin and Ramanspectroscopies at high pressure.

L’exploitation des ressources naturelles non conventionnelles en substitution du pétrole est un des défis du 21e siècle. La transformation microbiologique in situ de ces ressources en méthane est une des voies les plus prometteuses développées aujourd’hui mais son application reste à démontrer. Mes objectifs ont été de démontrer l'existence d'une conversion microbiologique en méthane de la matière organique (MO) de schistes immatures et de la quantifier pour extrapoler la production potentielle de méthane à l’échelle d’un bassin sédimentaire. Une méthode de détection et de suivi des consortia méthanogènes des schistes cartons en microcosmes, par une combinaison de PCR quantitative, GC-FID et pyrolyse Rock-Eval, a été mise au point et validée. Elle a été appliquée à l’étude de la distribution spatiale des méthanogènes dans les schistes cartons du bassin de Paris et à la démonstration de la méthanisation de la MO de ces roches. Les résultats montrent comme attendu la conversion des fractions solubles de la MO (bitume) par un consortium méthanogène isolé des schistes, mais également la transformation d’une fraction plus complexe (kérogène). L’absence de corrélation stricte entre la lithologie et la présence de méthanogènes actifs rend l’extrapolation au niveau du bassin plus difficile, mais la localisation des méthanogènes à la fois dans et hors les zones riches en MO constitue un avantage certain dans l'optique d'une exploitation économique de ces ressources. Ces travaux démontrent un potentiel élevé de production microbiologique de méthane dans le bassin de Paris et ouvrent la voie vers des études de faisabilité et rentabilité économique à l’échelle d’un site de production. / The exploitation of natural unconventional resources in substitution for petroleum is one of the challenges of the 21st century. In situ microbial transformation of these resources in methane is one of the most promising pathway currently developed, although its application needs to be demonstrated. My objectives were to demonstrate the existence of a microbial conversion into methane of the organic matter (OM) of immature shales, and to quantify it in order to extrapolate the potential for methane production of the rocks at the sedimentary basin scale. A method of detection and monitoring of methanogenic consortia from paper shales in microcosms, combining quantitative PCR, GC-FID and Rock-Eval pyrolysis, was developed and validated. It was used to study the spatial distribution of methanogens in paper shales of the Paris Basin and to demonstrate the methanization of the OM of these rocks. The results show the conversion of the soluble fractions of the OM (bitumen) by methanogenic consortia isolated from shales, but also the transformation of a more complex fraction (kerogen). No strict correlation was established between lithology and presence of active methanogens, which makes the extrapolation of methane production to the basin scale more difficult. However, the localization of methanogens in both OM-rich and OM-poor zones constitute an advantage in the perspective of an economic exploitation of these resources. This work demonstrates a great potential for microbial methane production in the Paris Basin and paves the way to studies of economic feasibility and profitability on the scale of a production site.

La region étudiée s'étend de Bourg St-Maurice (Savoie) à la Thuile (Val d 'Aoste-Italie) , entre la vallée du Reclus et le torrent du Versoyen. Elle correspond à la partie centrale de la zone du Roignais-Versoyen définie par Antoine (1971). . L'Etude pétrographique et géochimique des roches volcaniques basiques a été détaillée grâce aux analyses à la microsonde électronique des pyroxènes reliques et aux dosages des éléments de transition en traces (Cr, Ni, Co, V). Le volcanisme du Versoyen, d 'extension limiitée, s'est mis en place sous forme de sills dans une série pélitique meuble. Au sein des sills les plus épais (10 à 80 m) a été mise en évidence l' existence d'une différenciation sous faible pression partielle d'oxygène, à partir d'un magma tholéiitique hybride (caractère océanique avec quelques tendances continentales). Une spilitisation affecte, au cours de leur refroidissement, les dolérites cristallisées; il s'agit d'un processus hydrothermal se traduisant par la destabilisation de l'olivine, du plagioclase et dans une moindre mesure,du pyroxène, avec un gain en Na, Li, H20 et une perte en Ca, Sr, K, Ba, Rb. L'existence de sources hydrothermales liées à la spilitisation est établie. L'ensemble de ces formations a subi des recristallisations métamorphiques poussées lors de la phase éoalpine (plisse- ments isoclinaux d 'axe N50°). Une paragenèse Schistes Verts à glaucophane précède une paragenèse Schistes Verts de molndre pression. Le contrôle chimique de l'apparition de la première paragenèse est très marqué. Le massif basique de la Pointe du Clapey, au Sud de la région étudiée, est distingué du volcanisIne crétacé du Versoyen, sur des critères pétrographiques géochimiques et structuraux. Afin d 'expliquer la genèse de ce massif, l'hypothèse d 'un volcanisme liasique dans le bassin des calcschistes du Petit St - Bernard est proposée. Les volcanismes liasique et crétacé qui ne constituent en aucune manière des complexes ophiolitiques, sont dus à la distension d'une bordure continentale fragile.